Лекция № 21
«КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ»
1. Определение комплексных соединений
Комплексные соединения – это соединения, содержащие комплексный ион, способный к самостоятельному существованию в растворе. Такое явление как изомерия, как и в случае органических соединений, приводит к многообразию данных соединений.
Отнесение неорганических соединений к определенному классу является в первую очередь следствием их электролитической диссоциации. соединения:
1) Диссоциация сульфатов калия и алюминия
K2SO4 → 2K++ SO42-,
Al2(SO4)3) → 2Al3+ + SO42-;
2) Дисоциация двойной соли – алюмокалиевых квасцов
K Al(SO4)2 → K+ + Al3+ + 2SO42;
3)Диссоциация комплексного соединения
K3[Fe(СN)6]→3K+ + [Fe(СN)6]-3.
Из приведенных уравнений электролитической диссоциации видно, что продукты диссоциация двойной соли полностью совпадают с продуктами диссоциации сульфатов калия и алюминия. В случае комплексной соли, в продуктах диссоциации присутствует сложная частица (комплексный ион) заключенная в квадратные скобки и нейтрализующие её заряд простые ионы.
Отличие комплексных соединений от остальных классов неорганических соединений заключается в том, что они содержат комплексную (сложную) частицу, устойчивую в водном растворе.
2. Состав комплексных соединений
Состав комплексного соединения разберем на примере гексацианоферрата (III) калия (K3[Fe(CN)6]) – красной кровяной соли реактива применяемого при исследовании коррозии железа.
Из уравнения электролитической диссоциации данного комплексного соединения видно
K3[Fe(СN)6] → 3K+ + [Fe(СN)6]-3,
что диссоциация протекает по типу сильного электролита на:
1) Комплексный ион – [Fe(сn)6]-3,
2) ионы внешней сферы – 3K+.
Комплексный ион в свою очередь диссоциирует по типу слабого электролита, то есть обратимо и ступенчато
[Fe(CN)6]-3 ↔ Fe+3+6CN-.
Для комплексных ионов допускается запись в одном уравнении продуктов диссоциации по всем ступеням.
Продукты диссоциации комплексного иона:
1) комплексообразователь – Fe3+,
2) лиганды – 6СN-.
Таким образом, в состав комплексного соединения входят: комплексообразователь, лиганды и частицы нейтрализующие заряд комплексного иона.
Типичные комплексообразователи – катионы металлов побочных подгрупп: Ag+, Cu2+, Fe3+ и другие.
Типичные лиганды: галогенид-ионы, CN-, NO2- , NH3, H2O и другие.
Комплексообразователь посредством ковалентных связей и(или) электростатического взаимодействия образует прочную связь с лигандами.
Координационным числом – число монодентатных лигандов, координированных вокруг комплексообразователя. Кординационное число, как правило, равно удвоенному заряду комплексообразователя
Число связей, образуемых каждым лигандом с центральным атомом, называют дентатностью лиганда. Например, монодентатные лиганды – F–, Br–, I–, CN–, OH–, NH3, H2O, бидентатные лиганды – H2N–CH2–CH2–NH2 – этилендиамин, оксалат-, карбонат-ионы и другие. Примером полидентатных лигандов может служить этилендиаминтетраацетат-ион (ЭДТА):
Комплексы с полидентатными лигандами называются хелатными. Многие хелатные комплексы широко распространены в природе и играют важную роль в биологических процессах, например, гемоглобин крови (комплексообразователь Fe2+), хлорофилл (комплексообразователь Mg2+).