2.8 Геометрия комплексных ионов

Если внутреннюю сферу комплексного соединения образуют одинаковые лиганды, то они располагаются симметрично вокруг центрального атома.

Комплексы, образованные центральными ионами, координационное число которых равно 2 имеют линейное строение (рисунок 2.2 а). Такая геометрия соответствует sp-гибридному состоянию атомных орбиталей комплексообразователя.

При координационном числе комплексообразователя равном 4 комплексный ион может иметь либо квадратное строение (состояние sp²d- гибридизации орбиталей комплексообразователя), либо тетраэдрическое (sp³-гибридизация атомных орбиталей центрального иона) (рисунок 2.2 б, в).

Рисунок 2.2 – Геометрия комплексных ионов:

а) координационное число комплексообразователя равно 2;

б) и в) координационное число комплексообразователя равно 4; г) координационное число комплексообразователя равно 6

Шестикоординированные комплексы имеют геометрию октаэдра (рисунок 2.2 г). Октаэдрическое строение комплекса соответствует sp³d²-гибридному состоянию атомных орбиталей комплексообразователя.

2.9 Изомерия комплексных соединений

Изомерией называют явление, которое заключается в существовании соединений с одинаковым составом, но различным строением, вследствие чего эти соединения (изомеры) обладают различными свойствами.

Одним из важнейших видов изомерии комплексных соединений является геометрическая изомерия. К этому виду изомерии относится цис-транс изомерия, которая возможна в случае комплексов квадратного или октаэдрического строения, если внутренняя сфера этих комплексов образована лигандами разного типа. Цис-транс изомерия обусловлена различным пространственным расположением лигандов относительно центрального атома. Если одинаковые лиганды располагаются в соседних вершинах квадрата или октаэдра, то такой изомер называется цис-изомером, если в противоположных – транс-изомером (рисунок 2.3).

К геометрической изомерии следует отнести и оптическую изомерию.

Э

транс-изомер

цис-изомер

цис-изомер

транс-изомер

тот вид изомерии связан с возможностью существования комплексных ионов, являющихся зеркальным отображением друг друга. Оптические изомеры проявляют себя в том, что плоскость поляризованного света, проходящего через кристалл одного из изомеров, поворачивается на определённый угол по часовой стрелке; другой изомер поворачивает плоскость поляризации проходящего света против часовой стрелки.

Кроме геометрической

и

Рисунок 2.3 – Цис-транс изомерия

зомерии известны гидратная, ионизационная, координационная и другие виды изомерии.

Гидратная изомерия имеет место при переходе молекул воды из внутренней сферы во внешнюю:

[Cr(H₂O)₆]Cl₃ ⇆ [Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂H₂O ⇆ [Cr(H₂O)₄Cl₂]Cl2H₂O .

Ионизационная изомерия связана с различным распределением ионов между внутренней и внешней сферами:

[Co(NH₃)₅Br]SO₄ и [Co(NH₃)₅SO₄]Br; [Pt(NH₃)₄Cl₂]Br₂ и [Pt(NH₃)₄Br₂]Cl₂ .

Координационная изомерия связана с переходом лигандов от одного комплексообразователя к другому: [Co(NH₃)₆][Cr(CN)₆] ⇆ [Cr(NH₃)₆][Co(CN)₆] .

Л Е К Ц И Я 3