27.Общие сведения о координационных соединениях

Координационные (комплексные) соединения относятся к многочисленному классу соединений, в состав которых могут входить как неорганические, так и органические соединения в виде нейтральных или заряженных чатиц. По своей многочисленности они занимают второе место после органических соединений.

К координационным относят любое соединение, образованное присоединением одного или нескольких ионов или молекул к одному или более ионам или молекулам. Поэтому такое известное соединение как нашатырь относится к координационным, в котором роль центрального атома играет азот. Формально такие анионы как     можно считать координационными: тетрагидридоборат(III), тетраоксосульфат(VI), гексафторосиликат(IV).

Современная координационная химия связана с именем швейцарского химика А. Вернера, сформулировавшего основные положения координационной теории (1893 г.).

Координационными называют соединения, содержащие в одном из агрегатных состояний группу ионов или нейтральных молекул (лигандов), в определенном порядке размещенных (координированных) вокруг атома (иона) – комплексообразователя.

Система комплексообразователь–лиганды называется внутренней координационной сферой, обычно отделяемой квадратными скобками от внешней координационной сферы: K₄[Fe(CN)₆], [Cr(NH₃)₆]Cl₃, [PtCl₂(NH₃)₂], [Cr(CO)₆].

Формула координационного иона или молекулы записывается, как правило, слева направо в следующей последовательности: центральный атом (ион), анионные, затем нейтральные лиганды с указанем их числа в виде правого нижнего индекса: [ML_mX_n]^q.

Координационные соединения бывают катионные [Cr(NH₃)]Cl₃, анионные K₄[Fe(CN)₆], катион-анионные [Cr(NH₃)₆] [Fe(CN)₆] и нейтральные [PtCl₂(NH₃)₂].

Название координационного соединения электролита начинается с аниона, употребляемого в именительном падеже, затем следует название катиона в родительном падеже. Число лигандов каждого вида обозначается греческими приставками ди-, три-, тетра-, пента-, гекса-. Название комплексного аниона составляется из перечисления лигандов, корня латинского наименования центрального атома и суффикса -ат; в скобках римской цифрой обозначается степень его окисления или заряд координационного иона: K₂[CuCl₄] – тетрахлорокупрат (II) калия; в комплексном катионе металлу-комплексообразователю дается русское название: [Cr(H₂O)₆]Cl₃ – хлорид гексааквахрома (III). Название координационной частицы начинается с перечисления лигандов в алфавитном порядке в последовательности, обратной записи (справа налево). Лиганды сохраняют обычные названия, к анионным лигандам добавляется суффикс «-о», (CH₃COO^– – ацетато-, F^– – фторо-, OH^– – гидроксо-), кроме NH₃ – аммин-, H₂O – аква-, CO – карбонил-, NO – нитрозил-. Например: [Co(NO₂)₂(NH₃)₄]Cl – хлорид тетрамминдинитритокобальта(III), [PtCl₄(H₂O)₂] – диакватетрахлорплатина (IV), [Cr(NH₃)₆][Fe(CN)₆] – гексацианоферрат (III) гексамминхрома (III), K₃[AlF₆] – гексафтороалюминат (III) калия или гексафтороалюминат (III–) калия.

Важнейшим параметром комплексообразователя и всего координационного соединения является координационное число (кч), которое наряду со степенью окисления в комплексных соединений служит еще одной его характеристикой.

Координационным числом называют число атомов лигандов, непосредственно присоединенных к центральному атому. Лиганды характеризуются дентатностью (от английского «dent» – зуб). К лигандам, способным занимать только одно координационное место (монодентатным), относятся H₂O, NH₃, C₅H₅N – пиридин (py), другие полярные молекулы (PPh₃), однозарядные анионы CN^–, Hal^–, OH^– и т. п. Некоторые лиганды могут занимать более одного координационного места, если содержат два и более донорных (со свободной электронной парой) атома. Такие лиганды называют многодентатными: NH₂–CH₂–CH₂–NH₂ (en) – этилендиамин, NH₂–CH₂–COO^– (gly) – глицинат.

С учетом дентатности координационное число атома-комплексообразователя равно произведению числа лигандов во внутренней координационной сфере комплекса на их дентатность.

28. Классификация комплексных соединений по виду координируемых лигандов. Номенклатура комплексных соединений. Комплексные соединения, координационные соединения, химические соединения, состав которых не укладывается в рамки представлений об образовании химических связей за счет неспаренных электронов. Соединения, образованные из двух или более простых соединений, каждое из которых может существовать независимо, называют комплексными соединениями. К2[Zn(CN)4 ] Центральный ион(атом) в комплексном соединении называется комплексообразователем. (ион d– или f–элемента, реже p- или s–элемента). Непосредственно окружающие к/о ионы или молекулы, называемые < EM>лигандами, образуют вместе с к/о внутреннюю (координационную) сферу.(выделяется [ ]). Ионы(молекулы) за пределами внутренней сферы образуют внешнюю сферу компл.соединения. Общее число лигандов во внутр.сфере называется координационным числом. Простое объяснение механизма образования хим. связи – донорно-акцепторное. Лиганды поставляют свободные электронные пары на пустые d-орбитали к/о. Число координационных мест называется дентатностью (монодентатные, бидентатные и т.п.) Координаци онные числа обычно в четные и равны удвоенной степени окисления к/о. По характеру лигандов бывают аквакомплексы, гидроксокомплексы, аммиачные комплексы, ацидокомплексы (лиганды – анионы кислотных остатков). Бывают однородные, а бывают и с разными лигандами. Бывают комплексные соединения и без внешней сферы. Названия комплексов строятся по принципу названий солей с указанием лигандов и степени окисления к/о. В случае аниона берется корень латинского названия элемента, к нему добавляется «ат».(станнат, аурат, плюмбат) К3[Al(OH)3 ] гексагидроксоалюминат (III) калия. [Cr(NH3)4Cl2]Cl – хлорид дихлоротетрамминхрома (III)