Siekdama daugiau ar mažiau tiksliai apibrėžti, kas yra sudėtingi junginiai, šiuolaikinė chemija turi remtis pagrindinėmis koordinavimo teorijos nuostatomis, kurias dar 1893 m. pasiūlė A. Werneris. Šio klausimo sudėtingumas slypi įvairovėje. ir daugybė įvairiausių cheminių junginių, patenkančių į komplekso apibrėžimą.
Apskritai, sudėtingi junginiai yra tie, kuriuose yra daug sudėtingų dalelių. Iki šiol mokslas neturi griežto „sudėtingos dalelės“ sąvokos apibrėžimo. Dažnai vartojamas toks apibrėžimas: kompleksinė dalelė suprantama kaip kompleksinė dalelė, galinti savarankiškai egzistuoti tiek kristale, tiek tirpale. Jį sudaro kitos paprastos dalelės, kurios savo ruožtu turi galimybę egzistuoti savarankiškai. Taip pat dažnai į sudėtingų dalelių apibrėžimą patenka sudėtingos cheminės dalelės, kuriose visi ryšiai arba jų dalis susidaro pagal donoro-akceptoriaus principą.
Bendras visų sudėtingų junginių bruožas yra centrinio atomo buvimas jų struktūroje, kuris gavo pavadinimą „kompleksuojantis agentas“. Atsižvelgiant į šių junginių įvairovę, nebūtina kalbėti apie jokius bendrus šio elemento bruožus. Dažnai kompleksą sudaro atomas, sudarantis metalą. Bet tai nėra griežtas ženklas: žinomi sudėtingi junginiai, kurių centrinis atomas yra deguonies, sieros, azoto, jodo ir kitų elementų, kurie yra ryškūs nemetalai, atomas. Kalbant apie kompleksą sudarončio agento krūvį, galima teigti, kad jis dažniausiai yra teigiamas, o mokslinėje literatūroje jis buvo vadinamas metalo centru, tačiau yra žinomi pavyzdžiai, kai centrinis atomas turėjo neigiamą krūvį ir net nulį.
Atitinkamai, izoliuotos atomų grupės arba atskiri atomai, išsidėstę aplink kompleksą sudarantį agentą, vadinami ligandais. Tai taip pat gali būti dalelės, kurios prieš patekdamos į sudėtinio junginio sudėtį buvo molekulės, pavyzdžiui, vanduo (H2O), (CO), azotas (NH3) ir daugelis kitų, taip pat gali būti anijonai OH–, PO43–, Cl– arba vandenilio katijonas H+.
Bandant suskirstyti kompleksinius junginius pagal komplekso krūvio tipą, šie cheminiai junginiai suskirstomi į katijoninius kompleksus, kurie susidaro aplink teigiamai įkrautą neutralių molekulių joną. Taip pat yra anijoninių kompleksų, kuriuose kompleksą sudaro teigiamas atomas.Paprastieji ir kompleksiniai anijonai yra ligandai. Kaip atskirą grupę galima išskirti neutralius kompleksus. Jų susidarymas vyksta koordinuojant aplink neutralų molekulių atomą. Taip pat šiai sudėtingų medžiagų kategorijai priskiriami junginiai, susidarantys vienu metu derinant aplink teigiamai įkrautą joną ir molekules bei neigiamo krūvio jonus.
Jei atsižvelgsime į ligandų užimamų vietų skaičių vadinamojoje koordinacinėje sferoje, tada nustatomi monodantiniai, dvidantiniai ir daugiadantiniai ligandai.
Sudėtinių junginių paruošimas Skirtingi keliai leidžia klasifikuoti pagal ligando pobūdį. Tarp jų išskiriami amoniatai, kuriuose ligandus atstovauja amoniako molekulės, vandens kompleksai, kur ligandai yra vanduo, karbonilai - anglies monoksidas atlieka ligando vaidmenį. Be to, yra rūgščių kompleksų, kuriuose centrinis atomas yra apsuptas rūgšties liekanų. Jei jis yra apsuptas hidroksido jonų, tada junginiai klasifikuojami kaip hidrokso kompleksai.
Sudėtiniai junginiai vaidina svarbų vaidmenį gamtoje. Be jų gyvų organizmų gyvenimas neįmanomas. Taip pat sudėtingų junginių naudojimas žmogaus veikloje leidžia atlikti sudėtingas technologines operacijas.
Analitinė chemija, metalų gavyba iš rūdų, elektroformavimas, lakų ir dažų gamyba – tai tik trumpas pramonės šakų, kuriose buvo naudojamos sudėtingos cheminės medžiagos, sąrašas.
Susidaro iš kitų, paprastesnių dalelių, taip pat galinčių savarankiškai egzistuoti. Kartais sudėtingos dalelės vadinamos sudėtingomis cheminėmis dalelėmis, kuriose visi ryšiai arba jų dalis susidaro kartu.
kompleksą sudarantis agentas yra centrinis kompleksinės dalelės atomas. Paprastai komplekso formuotojas yra metalą sudarančio elemento atomas, tačiau tai gali būti ir deguonies, azoto, sieros, jodo ir kitų metalą nesudarančių elementų atomas. Kompleksą formuojantis agentas paprastai yra teigiamai įkrautas ir šiuo atveju yra minimas šiuolaikinėje mokslinėje literatūroje metalinis centras; kompleksuojančio agento krūvis taip pat gali būti neigiamas arba lygus nuliui.
Ligandų dentiškumas yra nustatomas pagal ligando užimtų koordinacinių vietų skaičių kompleksą sudarančio agento koordinavimo sferoje. Yra monodantiniai (neidentifikuoti) ligandai, sujungti su centriniu atomu per vieną iš jo atomų, tai yra, viena kovalentinė jungtis), dvidantės (susijungusios su centriniu atomu per du jo atomus, tai yra, dvi jungtis), tri-, tetradentatas. ir tt .
Koordinavimo daugiakampis- įsivaizduojamas molekulinis daugiakampis, kurio centre yra kompleksuojantis atomas, o viršūnėse - ligandų dalelės, tiesiogiai susijusios su centriniu atomu.
Tetrakarbonilnikelis
- dichlorodiaminas platina (II)
Pagal ligandų užimtų vietų skaičių koordinacinėje sferoje
1) Vienadantys ligandai. Tokie ligandai yra neutralūs (molekulės H 2 O, NH 3, CO, NO ir kt.) ir įkrauti (jonai CN - , F - , Cl - , OH - , SCN - , S 2 O 3 2 - ir kt.).
2) Bidentatiniai ligandai. Pavyzdžiai yra ligandai: aminoacto rūgšties jonas H 2 N - CH 2 - COO - , oksalato jonas - O - CO - CO - O - , karbonato jonas CO 3 2 - , sulfato jonas SO 4 2 - .
3) Polidentato ligandai. Pavyzdžiui, kompleksonai yra organiniai ligandai, kurių sudėtyje yra keletas grupių -C≡N arba -COOH (etilendiaminotetraacto rūgštis - EDTA). Cikliniai kompleksai, sudaryti iš kai kurių polidantinių ligandų, vadinami chelatiniais kompleksais (hemoglobinu ir kt.).
Pagal ligando prigimtį
1) Amoniakas- kompleksai, kuriuose amoniako molekulės tarnauja kaip ligandai, pavyzdžiui: SO 4, Cl 3, Cl 4 ir kt.
2) Vandens kompleksai- kuriame vanduo veikia kaip ligandas: Cl 2, Cl 3 ir kt.
3) karbonilai- kompleksiniai junginiai, kurių ligandai yra anglies monoksido (II) molekulės: , .
4) acidokompleksai- kompleksai, kuriuose ligandai yra rūgšties liekanos. Tai apima kompleksines druskas: K 2 , kompleksines rūgštis: H 2 , H 2 .
5) Hidroksokokompleksai- kompleksiniai junginiai, kuriuose hidroksido jonai veikia kaip ligandai: Na 2, Na 2 ir kt.
Nomenklatūra
1) Kompleksinio junginio pavadinime pirmiausia nurodoma neigiamo krūvio dalis - anijonas, tada teigiama dalis - katijonas.
2) Sudėtinės dalies pavadinimas prasideda vidinės sferos sudėties nuoroda. Vidinėje sferoje ligandai pirmiausia vadinami anijonais, prie lotyniško pavadinimo pridedant galūnę „o“. Pavyzdžiui: Cl - - chloras, CN - - ciano, SCN - - tiocianatas, NO 3 - - nitratas, SO 3 2 - - sulfitas, OH - - hidroksas ir kt. Šiuo atveju vartojami terminai: koordinuotam amoniakui - aminas, vandeniui - aqua, anglies monoksidui (II) - karbonilas.
(NH 4) 2 – amonio dihidroksotetrachlorplatinatas (IV)
[Cr(H 2 O) 3 F 3] – trifluortriakvachromas
[Сo (NH 3) 3 Cl (NO 2) 2] - dinitritas chlortriaminkobaltas
Cl 2 – dichlortetraaminplatinos(IV) chloridas
NO 3 – tetraakvalicio nitratas
Istorija
Sudėtingų junginių koordinavimo teorijos įkūrėjas yra šveicarų chemikas Alfredas Verneris (1866-1919). Wernerio 1893 m. koordinavimo teorija buvo pirmasis bandymas paaiškinti sudėtingų junginių struktūrą. Šią teoriją pasiūlė prieš Thomsonui 1896 m. atrandant elektroną ir prieš elektroninės valentingumo teorijos sukūrimą. Werneris neturėjo jokių instrumentinių tyrimo metodų, o visi jo tyrimai buvo atlikti aiškinant paprastas chemines reakcijas.
Idėjos apie „papildomų valentų“ egzistavimo galimybę, kilusias tiriant ketvirtinius aminus, Werneris taip pat taiko „sudėtingiems junginiams“. 1891 m. išleistoje knygoje „Afiniteto ir valentingumo teorija“ Werneris afinitetą apibrėžia kaip „jėgą, kylančią iš atomo centro ir tolygiai plintančią visomis kryptimis, kurios geometrinė išraiška todėl nėra tam tikras pagrindinių krypčių skaičius. , bet sferinio paviršiaus. Po dvejų metų straipsnyje „Apie neorganinių junginių struktūrą“ Werneris iškėlė koordinavimo teoriją, pagal kurią kompleksą formuojantys atomai sudaro centrinį neorganinių molekulinių junginių branduolį. Aplink šiuos centrinius atomus yra išsidėstę paprasto geometrinio daugiakampio pavidalu tam tikras skaičius kitų atomų ar molekulių. Atomų, sugrupuotų aplink centrinį branduolį, skaičių Werneris pavadino koordinaciniu skaičiumi. Jis tikėjo, kad su koordinaciniu ryšiu yra bendra elektronų pora, kurią viena molekulė ar atomas suteikia kitai. Kadangi Werneris siūlė egzistuoti junginius, kurių niekas niekada nepastebėjo ir nesintezavo, daugelis garsių chemikų nepasitikėjo jo teorija, kuri manė, kad tai be reikalo apsunkina cheminės struktūros ir ryšių supratimą. Todėl per ateinančius du dešimtmečius Werneris ir jo bendradarbiai sukūrė naujus koordinacinius junginius, kurių egzistavimą numatė jo teorija. Tarp jų sukurtų junginių buvo molekulių, kurios pasižymėjo optiniu aktyvumu, tai yra gebėjimu nukreipti poliarizuotą šviesą, bet neturėjo anglies atomų, kurie, kaip manoma, būtini molekulių optiniam aktyvumui.
1911 m. Wernerio atlikta daugiau nei 40 optiškai aktyvių molekulių, kuriose nėra anglies atomų, sintezė įtikino cheminę bendruomenę jo teorijos pagrįstumu.
1913 m. Werneris buvo apdovanotas Nobelio chemijos premija „už jo darbą, susijusį su atomų ryšių prigimtimi molekulėse, o tai leido naujai pažvelgti į ankstesnių tyrimų rezultatus ir atvėrė naujas mokslinių tyrimų galimybes. darbą, ypač neorganinės chemijos srityje“. Pasak jam Švedijos karališkosios mokslų akademijos vardu atstovavusio Theodoro Nordströmo, Wernerio darbas „davė postūmį neorganinės chemijos plėtrai“, paskatino atgimti susidomėjimą šia sritimi po to, kai kurį laiką ji buvo apleista.
Struktūra ir stereochemija
Sudėtingų junginių struktūra nagrinėjama remiantis koordinavimo teorija, kurią 1893 m. pasiūlė šveicarų chemikas Alfredas Werneris, Nobelio premijos laureatas. Jo mokslinė veikla vyko Ciuricho universitete. Mokslininkas susintetino daug naujų kompleksinių junginių, susistemino anksčiau žinomus ir naujai gautus kompleksinius junginius bei sukūrė eksperimentinius jų sandaros įrodinėjimo metodus.
Remiantis šia teorija, sudėtinguose junginiuose yra išskiriamas kompleksas, išorinė ir vidinė sferos. kompleksą sudarantis agentas paprastai yra katijonas arba neutralus atomas. vidinė sfera sudaro tam tikrą skaičių jonų arba neutralių molekulių, kurios yra stipriai susijusios su kompleksuojančiu agentu. Jie vadinami ligandai. Ligandų skaičius lemia kompleksą sudarončio agento koordinacinį skaičių (CN). Vidinė sfera gali turėti teigiamą, neigiamą arba nulinį krūvį.
Likę jonai, kurie nėra vidinėje sferoje, yra toliau nuo centrinio jono ir sudaro išorinė koordinavimo sfera.
Jei ligandų krūvis kompensuoja kompleksą sudarančio agento krūvį, tai tokie kompleksiniai junginiai vadinami neutraliais arba neelektrolitiniais kompleksais: jie susideda tik iš komplekso formuotojo ir vidinės sferos ligandų. Toks neutralus kompleksas yra, pavyzdžiui, .
Ryšio tarp centrinio jono (atomo) ir ligandų pobūdis gali būti dvejopas. Viena vertus, ryšys atsiranda dėl elektrostatinės traukos jėgų. Kita vertus, ryšys tarp centrinio atomo ir ligandų gali susidaryti donoro-akceptoriaus mechanizmu, analogiškai su amonio jonu. Daugelyje sudėtingų junginių ryšys tarp centrinio jono (atomo) ir ligandų atsiranda tiek dėl elektrostatinės traukos jėgų, tiek dėl ryšio, susidarančio dėl nepadalytų komplekso formuotojo elektronų porų ir laisvųjų ligandų orbitalių.
Sudėtingi junginiai su išorine sfera yra stiprūs elektrolitai ir vandeniniuose tirpaluose beveik visiškai disocijuoja į kompleksinį išorinės sferos joną ir jonus.
Mainų reakcijose kompleksiniai jonai pereina iš vieno junginio į kitą, nekeičiant jų sudėties.
Tipiškiausi komplekso formuotojai yra d elementų katijonai. Ligandos gali būti:
a) polinės molekulės - NH 3, H 2 O, CO, NO;
b) paprastieji jonai - F - , Cl - , Br - , I - , H + ;
c) kompleksiniai jonai - CN - , SCN - , NO 2 - , OH - .
Kompleksinių junginių erdvinės struktūros ir jų fizikinių ir cheminių savybių ryšiui apibūdinti naudojami stereochemijos atvaizdai. Stereocheminis metodas yra patogus būdas pavaizduoti medžiagos savybes, atsižvelgiant į vieno ar kito medžiagos struktūros fragmento įtaką savybei.
Stereochemijos objektai yra sudėtingi junginiai, organinės medžiagos, didelės molekulinės masės sintetiniai ir natūralūs junginiai. A. Werneris, vienas iš koordinacinės chemijos pradininkų, labai stengėsi plėtoti neorganinę stereochemiją. Šioje teorijoje, kuri vis dar išlieka koordinacinės chemijos orientyru, yra stereochemija.
Koordinacinių junginių izomerija
Yra dviejų tipų izomerai:
1) junginiai, kurių vidinės sferos sudėtis ir koordinuotų ligandų struktūra yra identiški (geometrinės, optinės, konformacinės, koordinacinės padėtys);
2) junginiai, kurių vidinės sferos sudėtis ir ligandų struktūra gali skirtis (jonizacija, hidratas, koordinacija, ligandas).
Erdvinė (geometrinė) izomerija
2. Pirmiausia užpildomos mažesnės energijos orbitos.
Atsižvelgiant į šias taisykles, kai d-elektronų skaičius komplekso formuotoje yra nuo 1 iki 3 arba 8, 9, 10, jie gali būti išdėstyti d-orbitalėse tik vienu būdu (pagal Hundo taisyklę). Esant oktaedriniame komplekse elektronų skaičiui nuo 4 iki 7, galima arba užimti orbitales, jau užpildytas vienu elektronu, arba užpildyti laisvąsias didesnės energijos dγ orbitales. Pirmuoju atveju energija reikalinga tam, kad įveiktų atstūmimą tarp elektronų, esančių toje pačioje orbitoje, antruoju – pereiti į didesnės energijos orbitą. Elektronų pasiskirstymas orbitose priklauso nuo skilimo (Δ) ir elektronų poravimosi (P) energijų santykio. Esant mažoms Δ reikšmėms ("silpnas laukas"), Δ reikšmė gali būti< Р, тогда электроны займут разные орбитали, а спины их будут параллельны. При этом образуются внешнеорбитальные (высокоспиновые) комплексы, характеризующиеся определённым магнитным моментом µ. Если энергия межэлектронного отталкивания меньше, чем Δ («сильное поле»), то есть Δ >P, elektronų poravimas vyksta dε orbitose ir susidaro intraorbitiniai (žemo sukimosi) kompleksai, kurių magnetinis momentas µ = 0.
Taikymas
Gyviems organizmams svarbūs kompleksiniai junginiai, todėl kraujo hemoglobinas sudaro kompleksą su deguonimi, kad jį pristatytų į ląsteles, augaluose randamas chlorofilas yra kompleksas.
Kompleksiniai junginiai plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose. Cheminiai metalų išgavimo iš rūdų metodai yra susiję su CS susidarymu. Pavyzdžiui, norint atskirti auksą nuo uolienų, rūda apdorojama natrio cianido tirpalu, esant deguoniui. Aukso išgavimo iš rūdų metodą naudojant cianido tirpalus 1843 metais pasiūlė rusų inžinierius P. Bagrationas. Norint gauti gryną geležį, nikelį, kobaltą, naudojamas terminis metalų karbonilų skaidymas. Šie junginiai yra lakūs skysčiai, lengvai suyra, išsiskiriant atitinkamiems metalams.
Sudėtiniai junginiai buvo plačiai naudojami analitinėje chemijoje kaip indikatoriai.
Daugelis CS turi katalizinį aktyvumą, todėl jie plačiai naudojami neorganinėje ir organinėje sintezėje. Taigi, naudojant sudėtingus junginius, siejama galimybė gauti įvairių chemijos produktų: lakų, dažų, metalų, fotografinių medžiagų, katalizatorių, patikimų maisto perdirbimo ir konservavimo priemonių ir kt.
Kompleksiniai cianidų junginiai yra svarbūs elektroformuojant, nes kartais neįmanoma gauti tokios stiprios dangos iš įprastos druskos, kaip naudojant kompleksus.
Nuorodos
Literatūra
- Akhmetovas N. S. Bendroji ir neorganinė chemija. - M.: baigti mokyklą, 2003. - 743 p.
- Glinka N.L. Bendroji chemija. - M.: Aukštoji mokykla, 2003. - 743 p.
- Kiselevas Yu. M. Koordinacinių junginių chemija. - M.: Integral-Press, 2008. - 728 p.
Sudėtingi junginiai
Pamoka-paskaita 11 kl
Konkursui „Einu į pamoką“ pateiktą pamoką praleidžiu 11-oje biologijos ir chemijos klasėje, kur chemijos studijoms per savaitę skiriamos 4 valandos.
Aš pasirinkau temą „Sudėtiniai junginiai“, pirmiausia todėl, kad ši medžiagų grupė turi išskirtinai didelę reikšmę gamtoje; antra, daug NAUDOTI užduotis apima sudėtingų junginių sąvoką; trečia, šios klasės mokiniai renkasi su chemija susijusias profesijas ir ateityje susitiks su kompleksinių junginių grupe.
Tikslas. Suformuoti kompleksinių junginių sudėties, klasifikacijos, struktūros ir pagrindinės nomenklatūros sampratą; apsvarstyti jų chemines savybes ir parodyti reikšmę; plėsti mokinių supratimą apie medžiagų įvairovę.
Įranga. Sudėtinių junginių pavyzdžiai.
Pamokos planas
aš. Laiko organizavimas.
II. Naujos medžiagos mokymasis (paskaita).
III. Namų darbų apibendrinimas ir nustatymas.
Paskaitos planas
1. Medžiagų įvairovė.
2. A. Vernerio koordinavimo teorija.
3. Sudėtinių junginių sandara.
4. Sudėtinių junginių klasifikacija.
5. Cheminio ryšio pobūdis sudėtinguose junginiuose.
6. Sudėtinių junginių nomenklatūra.
7. Cheminės savybės sudėtingi junginiai.
8. Sudėtinių junginių reikšmė.
UŽSIĖMIMŲ METU
I. Organizacinis momentas
II. Naujos medžiagos mokymasis
Medžiagų įvairovė
Medžiagų pasaulis yra įvairus, ir mes jau pažįstame medžiagų grupę, kuri priklauso kompleksiniams junginiams. Šios medžiagos buvo tiriamos nuo XIX a., tačiau jų sandarą suprasti iš esamų idėjų apie valentiškumą požiūriu buvo sunku.
A. Vernerio koordinacijos teorija
1893 m. šveicarų neorganinių medžiagų chemikas Alfredas Werneris (1866–1919) suformulavo teoriją, kuri leido suprasti sudėtingų junginių struktūrą ir kai kurias savybes ir pavadino ją. koordinavimo teorija*. Todėl kompleksiniai junginiai dažnai vadinami koordinaciniais junginiais.
Junginiai, į kuriuos įeina kompleksiniai jonai, esantys tiek kristale, tiek tirpale, vadinami kompleksiniais arba koordinaciniais.
Sudėtinių junginių struktūra
Pagal Wernerio teoriją, centrinę vietą kompleksiniuose junginiuose dažniausiai užima metalo jonas, kuris vadinamas centriniu jonu arba kompleksuojančiu agentu.
Kompleksuojantis agentas - dalelė (atomas, jonas arba molekulė), kuri aplink save koordinuoja (sukuria) kitus jonus ar molekules.
Kompleksą formuojantis agentas paprastai turi teigiamą krūvį, yra d-elementas, pasižymi amfoterinėmis savybėmis, turi koordinacinį skaičių 4 arba 6. Molekulės arba rūgščių liekanos - ligandai (addendai) yra išsidėstę (koordinatės) aplink komplekso formuotoją.
Ligandos - dalelės (molekulės ir jonai), kurias koordinuoja komplekso sudarytojas ir turi su juo tiesioginius cheminius ryšius (pavyzdžiui, jonai: Cl-, I-, NO3-, OH-; neutralios molekulės: NH3, H2O, CO ).
Ligandai nėra susieti vienas su kitu, nes tarp jų veikia atstumiančios jėgos. Kai molekulės yra ligandai, tarp jų galima molekulinė sąveika. Ligandų koordinavimas aplink kompleksą sudaro funkcija kompleksiniai junginiai (1 pav.).
Koordinavimo numeris - yra cheminių jungčių, kurias kompleksuojantis agentas sudaro su ligandais, skaičius.
 |
Ryžiai. 2. Tetraedrinė jonų struktūra - |
Kompleksą sudarončio agento koordinacinio skaičiaus reikšmė priklauso nuo jo pobūdžio, oksidacijos laipsnio, ligandų pobūdžio ir sąlygų (temperatūros, koncentracijos), kurioms esant vyksta komplekso susidarymo reakcija. Koordinavimo skaičius gali turėti reikšmes nuo 2 iki 12. Dažniausi yra koordinaciniai skaičiai 4 ir 6. Koordinavimo skaičiui 4 sudėtingų dalelių struktūra gali būti tetraedrinė (2 pav.) ir plokščios formos. kvadratas (3 pav.). Sudėtingi junginiai, kurių koordinacinis skaičius yra 6, turi oktaedrinę struktūrą 3– (4 pav.).
 |
Ryžiai. 4. Jonas 3 - oktaedrinė struktūra |
Kompleksą sudarontis agentas ir jį supantys ligandai sudaro komplekso interjeras. Dalelė, susidedanti iš kompleksą sudarončio agento ir aplinkinių ligandų, vadinama kompleksiniu jonu. Vaizduojant sudėtingus junginius, vidinė sfera (sudėtingas jonas) ribojamas laužtiniais skliaustais. Likę kompleksinio junginio komponentai yra išorinė sfera(5 pav.).
Bendras išorinės sferos jonų krūvis turi būti lygus kompleksinio jono krūviui ir priešingas ženklu:
Sudėtinių junginių klasifikacija
Didelė sudėtingų junginių ir jų savybių įvairovė neleidžia sukurti vieningos klasifikacijos. Tačiau medžiagas galima grupuoti pagal kai kurias individualias savybes.
1) Pagal kompoziciją.
2) Pagal koordinuotų ligandų tipą.
a) Vandens kompleksai- tai kompleksiniai katijonai, kuriuose H 2 O molekulės yra ligandai, juos sudaro metalų katijonai, kurių oksidacijos laipsnis yra +2 ir daugiau, o gebėjimas sudaryti vandens kompleksus vienos periodinės sistemos grupės metaluose mažėja iš viršaus į apačioje.
Vandens kompleksų pavyzdžiai:
Cl 3 , (NO 3) 3 .
b) Hidroksokokompleksai yra kompleksiniai anijonai, kurių ligandai yra hidroksido jonai OH - . Kompleksinės medžiagos yra metalai, linkę į amfoterines savybes - Be, Zn, Al, Cr.
Pavyzdžiui: Na, Ba.
v) Amoniakas yra sudėtingi katijonai, kuriuose NH3 molekulės yra ligandai. Kompleksinės medžiagos yra d- elementai.
Pavyzdžiui: SO 4 , Cl.
G) acidokompleksai yra sudėtingi anijonai, kurių ligandai yra neorganinių ir organinių rūgščių anijonai.
Pavyzdžiui: K 3 , Na 2 , K 4 .
3) Pagal vidinės sferos krūvį.
Cheminio ryšio pobūdis sudėtinguose junginiuose
Vidinėje sferoje yra kovalentiniai ryšiai tarp kompleksą sudarančio agento ir ligandų, kuriuos taip pat sudaro donoro-akceptoriaus mechanizmas. Tokiems ryšiams susidaryti būtina, kad kai kuriose dalelėse būtų laisvos orbitos (yra komplekso formuotoje), o kitose dalelėse (liganduose) – nepasidalintos elektronų poros. Donoro (elektronų tiekėjo) vaidmenį atlieka ligandas, o akceptorius, kuris priima elektronus, yra kompleksuojantis agentas. Donoro ir akceptoriaus jungtis atsiranda dėl to, kad komplekso formuotojo laisvosios valentinės orbitalės persidengia su užpildytomis donoro orbitalėmis.
Tarp išorinės ir vidinės sferos yra joninis ryšys. Paimkime pavyzdį.
Berilio atomo elektroninė struktūra:
Berilio atomo elektroninė struktūra sužadintoje būsenoje:
Berilo atomo elektroninė struktūra 2-kompleksiniame jone:
Taškinės rodyklės rodo fluoro elektronus; du iš keturių ryšių susidaro donoro-akceptoriaus mechanizmu. Šiuo atveju Be atomas yra akceptorius, o fluoro jonai yra donorai, jų laisvosios elektronų poros užpildo hibridizuotas orbitas ( sp 3 – hibridizacija).
Sudėtinių junginių nomenklatūra
Labiausiai paplitusi yra IUPAC rekomenduojama nomenklatūra. vardas kompleksinis anijonas prasideda vidinės sferos sudėties žymėjimu: ligandų skaičius nurodomas graikiškais skaitmenimis: 2-di, 3-trys, 4-tetra, 5-penta, 6-hexa ir kt., po kurių pateikiami pavadinimai ligandai, prie kurių pridedama jungiamoji balsė „o“ »: Cl - - chloro-, CN - - ciano-, OH - - hidrokso- ir kt. Jei komplekso formuotojas turi kintamą oksidacijos būseną, tada jo oksidacijos būsena nurodoma skliausteliuose romėniškais skaitmenimis, o pavadinimas nurodomas su priesaga -at: Zn - cinkas adresu, Fe – ferr adresu(III), Au - aur adresu(III). Pavardė yra išorinės sferos katijonas giminės raide.
K3 – kalio heksacianoferatas (III),
K4 – kalio heksacianoferatas (II),
K 2 – kalio tetrahidroksocinkatas.
Junginių, kurių sudėtyje yra sudėtingas katijonas, yra sudaryti iš išorinės aplinkos anijonų pavadinimų, po kurių nurodomas ligandų skaičius, pateikiamas lotyniškas ligando pavadinimas (amoniako molekulė NH 3 - aminas, vandens molekulė H 2 O - aqua iš lotyniško pavadinimo vandens) ir rusiškas kompleksinio elemento pavadinimas; Romėniškas skaitmuo skliausteliuose nurodo kompleksą sudarončio elemento oksidacijos laipsnį, jei jis kintamas. Pavyzdžiui:
SO 4 - tetraamino vario (II) sulfatas,
Cl 3 – heksaakva aliuminio chloridas.
Sudėtinių junginių cheminės savybės
1. Tirpale kompleksiniai junginiai elgiasi kaip stiprūs elektrolitai; visiškai disocijuoja į katijonus ir anijonus:
Cl 2 \u003d Pt (NH 3) 4] 2+ + 2Cl -,
K 2 \u003d 2K + + 2–.
Šio tipo disociacija vadinama pirminiu.
Antrinė disociacija yra susijusi su ligandų pašalinimu iš kompleksinio jono vidinės sferos:
2– PtCl 3 – + Cl – .
Antrinė disociacija vyksta etapais: kompleksiniai jonai ( 2–) yra silpni elektrolitai.
2. Veikiant stiprioms rūgštims, sunaikinami hidrokso kompleksai, pavyzdžiui:
a) kai trūksta rūgšties
Na 3 + 3HCl \u003d 3NaCl + Al (OH) 3 + 3H 2 O;
b) su rūgšties pertekliumi
Na 3 + 6HCl \u003d 3NaCl + AlCl 3 + 6H 2 O.
3. Visų amoniatų kaitinimas (termolizė) sukelia jų skilimą, pavyzdžiui:
SO 4 CuSO 4 + 4NH 3.
Sudėtinių junginių vertė
Koordinavimo junginiai yra nepaprastai svarbūs gamtoje. Pakanka pasakyti, kad beveik visi fermentai, daugelis hormonų, vaistų, biologiškai aktyvių medžiagų yra sudėtingi junginiai. Pavyzdžiui, kraujo hemoglobinas, dėl kurio deguonis iš plaučių patenka į audinių ląsteles, yra sudėtingas junginys, turintis geležies (6 pav.), o chlorofilas, atsakingas už fotosintezę augaluose, yra kompleksinis magnio junginys (7 pav.). .
Didelę dalį natūralių mineralų, įskaitant polimetalines rūdas ir silikatus, taip pat sudaro koordinaciniai junginiai. Be to, cheminiai metodai metalams išgauti iš rūdų, ypač vario, volframo, sidabro, aliuminio, platinos, geležies, aukso ir kitų, taip pat yra susiję su lengvai tirpių, mažai tirpstančių arba lakiųjų kompleksų susidarymu. Pavyzdžiui: Na 3 - kriolitas, KNa 3 4 - nefelinas (mineralai, kompleksiniai junginiai, kurių sudėtyje yra aliuminio).
Šiuolaikinė chemijos pramonė plačiai naudoja koordinacinius junginius kaip katalizatorius stambiamolekulinių junginių sintezei, cheminiam naftos perdirbimui ir rūgščių gamyboje.
III. Apibendrinimas ir pastatymas namų darbai
Namų darbai.
1) Pasiruoškite paskaitai praktinei pamokai tema: „Sudėtingi junginiai“.
2) Raštu apibūdinkite šiuos sudėtingus junginius pagal struktūrą ir suskirstykite pagal jų savybes:
K 3, (NO 3) 3, Na 2, OH.
3) Parašykite reakcijų lygtis, su kuriomis galite atlikti transformacijas:
* Už šios naujos mokslo srities atradimą A. Werneris 1913 metais buvo apdovanotas Nobelio premija.
Junginiai vadinami kompleksiniais, kurių kristalų mazguose yra kompleksų (sudėtinių jonų), galinčių egzistuoti savarankiškai.
Sudėtinių junginių vertė įvairioms technologijų sritims yra labai didelė. Medžiagų gebėjimas sudaryti sudėtingus junginius naudojamas plėtoti veiksmingi metodai chemiškai grynų metalų gamyba iš rūdų, retųjų metalų, itin grynų puslaidininkinių medžiagų, katalizatorių, dažiklių, vaistų, gamtinių ir nuotekų valymas, nuosėdų tirpinimas garo generatoriuose ir kt.
Pirmieji kompleksiniai junginiai susintetinti XIX amžiaus viduryje. Sudėtingų junginių teorijos pradininkas buvo šveicarų mokslininkas Werneris, sukūręs 1893 m. koordinavimo teorija . Didelį indėlį į sudėtingų junginių chemiją padarė Rusijos mokslininkai L.A. Chugajevas, I.I. Černiajevas ir jų mokiniai.
Sudėtingų junginių struktūra:
1. Kiekviename sudėtingame junginyje vidinė ir išorinė sferos. Vidinė sfera vadinama kompleksu. Rašant sudėtingų junginių chemines formules, vidinė sfera rašoma laužtiniuose skliaustuose. Pavyzdžiui, kompleksiniuose junginiuose a) K 2 [BeF 4], b) Cl 2 vidinę sferą sudaro atomų grupės – kompleksai a) [BeF 4] 2- ir b) 2+, o išorinė sfera. yra sudarytas atitinkamai iš jonų a) 2K + ir b) 2Cl - .
2. Bet kurio sudėtingo junginio molekulėje vienas iš jonų, dažniausiai teigiamai įkrautas, arba vidinės aplinkos atomas užima centrinę vietą ir vadinamas kompleksą sudarantis agentas. Komplekso (vidinės sferos) formulėje pirmiausia nurodomas komplekso sudarytojas. Pateiktuose pavyzdžiuose tai yra jonai a) Be 2+ ir b) Zn 2+.
Kompleksą sudaro atomai arba dažniau metalų jonai, susiję su p-, d-, f- elementais ir turintys pakankamai laisvųjų orbitalių (Cu 2+, Pt 2+, Pt 4+, Ag +, Zn 2+, Al 3+ ir kt.). ).
3. Aplink komplekso formuotoją yra (arba, kaip sakoma, koordinuojasi) tam tikras skaičius priešingai įkrautų jonų arba elektriškai neutralių molekulių, vadinamų ligandai(arba prideda). Šiuo atveju tai yra a) F jonai - ir b) NH 3 molekulės.
Anijonai F - , OH - , CN - , CNS - , NO 2 - , CO 3 2- , C 2 O 4 2- ir kt., neutralios molekulės H 2 O, NH 3 , CO, NO ir kt.
Koordinavimo vietų, kurias užima ligandai aplink kompleksą sudarončią medžiagą, skaičius (paprasčiausiais atvejais ligandų, supančių kompleksą sudarončią medžiagą, skaičius) vadinamas komplekso formuotojo koordinacinis numeris (c.h.).Įvairių kompleksuojančių agentų koordinaciniai skaičiai svyruoja nuo 2 iki 12.
Žemiau lyginami būdingiausi koordinaciniai skaičiai tirpaluose ir centrinio jono (kompleksuojančio agento) krūvis:
Pastaba: dažniausiai pasitaikantys koordinavimo skaičiai yra pabraukti, kai galimi du. įvairių tipų koordinacija.
Nagrinėjamuose pavyzdžiuose kompleksą formuojančių agentų koordinaciniai skaičiai yra: a) k.ch. (Be 2+) = 4, b) c.h. (Zn 2+) = 4.
B. Tada jie vadina neutralių ligandų skaičius ir pavadinimus:
B. Pavardė yra komplekso formuotojas gimtinėje, nurodantis jo oksidacijos laipsnį (skliausteliuose romėniškais skaitmenimis po kompleksą sudarončios medžiagos pavadinimo).
Pavyzdžiui, Cl yra chlorotriaminplatinos (II) chloridas.
Jei metalas sudaro joną su viena oksidacijos būsena, tada jis gali būti neįtrauktas į komplekso pavadinimą. Pavyzdžiui, Cl2 yra tetraamincinko dichloridas.
2. Kompleksinio anijono pavadinimas formuojamos panašiai, prie lotyniško komplekso formuojančios medžiagos pavadinimo šaknies pridedant galūnę „at“ (pavyzdžiui, feratas, nikeliatas, chromatas, kobaltatas, kupratas ir kt.). pavyzdžiui:
K 2 - kalio heksachlorplatinatas (IV);
Ba 2 - bario tetrarodanodiamino chromatas (III);
K 3 - heksacianoferato (III) kalio;
K 2 – kalio tetrafluorberilatas.
3. Neutralių kompleksinių dalelių pavadinimai susidaro taip pat kaip ir katijonai, tačiau kompleksdaris vadinamas vardininku, o jo oksidacijos laipsnis nenurodomas, nes jį lemia komplekso elektroneutralumas. Pavyzdžiui:
Dichlorodiaminas platina;
Tetrakarbonilo nikelis.
Sudėtinių junginių klasifikacija. Sudėtingi junginiai yra labai įvairūs savo struktūra ir savybėmis. Jų klasifikavimo sistemos grindžiamos įvairiais principais:
1. Pagal elektros krūvio pobūdį skiriami katijoniniai, anijoniniai ir neutralūs kompleksai.
Kompleksas su teigiamu krūviu vadinamas katijoniniu, pavyzdžiui, 2+, su neigiamu krūviu - anijoniniu, pavyzdžiui, 2-, su nuliniu krūviu - neutralus, pavyzdžiui.
2. Ligandų tipai yra šie:
a) rūgštys, pavyzdžiui:
H yra vandenilio tetrachloroauratas (III);
H2 – heksachlorplatinato (IV) vandenilis;
b) priežastys, pavyzdžiui:
(OH) 2 - tetraamino vario (II) hidroksidas;
OH - diaminsidabro hidroksidas;
c) druska, pavyzdžiui:
K 3 - kalio heksahidroksoaliuminatas;
Cl 3 - heksaakvachromo (III) chloridas;
d) neelektrolitai, pavyzdžiui, dichlorodiaminas platina.
Cheminių jungčių susidarymas sudėtinguose junginiuose. Norint paaiškinti sudėtingų junginių susidarymą ir savybes, šiuo metu naudojamos kelios teorijos:
1) valentinių ryšių metodas (MVS);
2) kristalo lauko teorija;
3) molekulinių orbitalių metodas.
Anot MVS formuojantis kompleksams tarp kompleksą sudarončio agento ir ligandų, kartu atsiranda kovalentinis ryšys donoro-akceptoriaus mechanizmas . Kompleksinės medžiagos turi laisvų orbitalių; vaidina akceptorių vaidmenį. Paprastai jungčių formavime dalyvauja įvairios laisvos komplekso formuotojo orbitos, todėl vyksta jų hibridizacija. Ligandai turi pavienes elektronų poras ir atlieka donorų vaidmenį kovalentinio ryšio formavimo donoro-akceptoriaus mechanizme.
Pavyzdžiui, apsvarstykite komplekso 2+ susidarymą. Elektroninės valentinių elektronų formulės:
Zn atomas - 3d 10 4s 2;
Cinko jonų kompleksą sudaronti medžiaga
Zn 2+ - 3d 10 4s 0
Kaip matyti, išoriniame elektroniniame lygmenyje cinko jonas turi keturias laisvas atomines orbitas, artimas energijai (viena 4s ir trys 4p), kurios bus hibridizuojamos sp 3; Zn 2+ jono, kaip komplekso formuotojo, c.h. = 4.
Kai cinko jonas sąveikauja su amoniako molekulėmis, kurių azoto atomai turi pavienes elektronų poras (: NH 3), susidaro kompleksas:
Erdvinę komplekso struktūrą lemia kompleksą sudarančio agento (šiuo atveju tetraedro) atominių orbitalių hibridizacijos tipas. Koordinavimo skaičius priklauso nuo laisvų komplekso formuotojo orbitalių skaičiaus.
Formuojant donoro-akceptoriaus ryšius kompleksuose gali būti naudojamos ne tik s- ir p-orbitalės, bet ir d-orbitalės. Tokiais atvejais hibridizacija vyksta dalyvaujant d-orbitalėms. Žemiau esančioje lentelėje parodyti kai kurie hibridizacijos tipai ir atitinkamos erdvinės struktūros:
Taigi MVS leidžia numatyti komplekso sudėtį ir struktūrą. Tačiau šiuo metodu negalima paaiškinti tokių kompleksų savybių kaip stiprumas, spalva ir magnetinės savybės. Minėtos kompleksinių junginių savybės aprašytos kristalų lauko teorija.
Sudėtinių junginių disociacija tirpaluose. Sudėtingo junginio vidinė ir išorinė sferos labai skiriasi stabilumu.
Išorinėje sferoje esančios dalelės yra susietos su kompleksiniu jonu daugiausia dėl elektrostatinių jėgų (joninės jungties) ir lengvai atsiskiria vandeniniame tirpale, kaip stiprių elektrolitų jonai.
Sudėtingo junginio disociacija (skilimas) į išorinės sferos jonus ir kompleksinį joną (kompleksą) vadinamas pirminis. Jis vyksta beveik visiškai iki galo, atsižvelgiant į stiprių elektrolitų disociacijos tipą.
Pavyzdžiui, pirminės disociacijos procesas tirpstant kalio tetrafluoroberiliatui gali būti parašytas pagal schemą:
K 2 [BeF 4] = 2K + + [BeF 4] 2-.
Ligandos, esančios vidinėje kompleksinio junginio sferoje, yra susietos su kompleksuojančiu agentu stipriais kovalentiniais ryšiais, susidarančiais pagal donoro-akceptoriaus mechanizmą, o kompleksinių jonų disociacija tirpale paprastai vyksta nedideliu mastu. silpnųjų elektrolitų disociacijos tipas, t grįžtamas tol, kol nusistovi pusiausvyra. Sudėtinio junginio vidinės sferos grįžtamasis skilimas vadinamas antrinė disociacija. Pavyzdžiui, tetrafluorberiliato jonas disocijuoja tik iš dalies, o tai išreiškiama lygtimi
[BeF 4 ] 2- D Be 2+ + 4F - (antrinės disociacijos lygtis).
Komplekso, kaip grįžtamo proceso, disociacijai būdinga pusiausvyros konstanta, vadinama komplekso K n nestabilumo konstanta.
Dėl nagrinėjamo pavyzdžio:
K n – lentelės (atskaitos) reikšmė. Nestabilumo konstantos, kurių išraiškos apima jonų ir molekulių koncentracijas, vadinamos koncentracijos konstantomis. Griežtesni ir nepriklausomi nuo tirpalo sudėties ir jonų stiprumo yra K n, kuriuose vietoj jonų ir molekulių aktyvumo koncentracijos.
Įvairių kompleksų Kn reikšmės labai skiriasi ir gali būti jų stabilumo matas. Kuo stabilesnis kompleksinis jonas, tuo mažesnė jo nestabilumo konstanta.
Taigi tarp panašių junginių su skirtingomis nestabilumo konstantų reikšmėmis
stabiliausias kompleksas yra , o mažiausiai stabilus yra .
Kaip ir bet kuri pusiausvyros konstanta, nestabilumo konstanta priklauso tik nuo kompleksinio jono, kompleksuojančių agentų ir ligandų, tirpiklio pobūdžio, taip pat nuo temperatūros ir nepriklauso nuo medžiagų koncentracijos (aktyvumo) tirpale.
Kuo didesni kompleksą sudarončio agento ir ligandų krūviai ir kuo mažesnis jų spindulys, tuo didesnis kompleksų stabilumas. . Antrinių pogrupių metalų suformuotų kompleksinių jonų stiprumas yra didesnis už pagrindinių pogrupių metalų sudarytų jonų stiprumą.
Sudėtingų jonų skilimo tirpale procesas vyksta daugeliu etapų, nuosekliai pašalinant ligandas. Pavyzdžiui, vario (II) 2+ amoniako jono disociacija vyksta keturiais etapais, atitinkančiais vienos, dviejų, trijų ir keturių amoniako molekulių atskyrimą:
Įvairių kompleksinių jonų stiprumo lyginamajam įvertinimui jie naudoja ne atskirų žingsnių disociacijos konstantą, o bendrą viso komplekso nestabilumo konstantą, kuri nustatoma padauginus atitinkamas laipsniško disociacijos konstantas. Pavyzdžiui, 2+ jono nestabilumo konstanta bus lygi:
K H \u003d K D1 K D2 K D3 K D4 \u003d 2,1 10 -13.
Kompleksų stiprumui (stabilumui) apibūdinti taip pat naudojamas nestabilumo konstantos grįžtamasis dydis, jis vadinamas stabilumo konstanta (Kst) arba komplekso susidarymo konstanta:
Sudėtingo jono disociacijos pusiausvyra gali būti perkelta ligandų pertekliumi jo susidarymo kryptimi, o vieno iš disociacijos produktų koncentracijos sumažėjimas, priešingai, gali sukelti visišką komplekso sunaikinimą.
Kokybės pagalba cheminės reakcijos dažniausiai randami tik išorinės sferos jonai arba kompleksiniai jonai. Nors viskas priklauso nuo druskos tirpumo produkto (SP), kurio susidarymas vyktų pridedant atitinkamų tirpalų kokybinėse reakcijose. Tai matyti iš toliau pateiktų reakcijų. Jei tirpalą, kuriame yra kompleksinis jonas +, veikia bet kurio chlorido tirpalas, nuosėdų nesusidaro, nors įdėjus chloridų iš įprastų sidabro druskų tirpalų išsiskiria sidabro chlorido nuosėdos.
Akivaizdu, kad sidabro jonų koncentracija tirpale yra per maža, kad į jį patekus net chlorido jonų pertekliui būtų galima pasiekti sidabro chlorido tirpumo sandaugos vertę (PR AgCl = 1,8 10 - 10). Tačiau į tirpalą įpylus kalio jodido komplekso, nusėda sidabro jodido nuosėdos. Tai įrodo, kad tirpale vis dar yra sidabro jonų. Kad ir kokia maža būtų jų koncentracija, bet jos, pasirodo, pakanka nuosėdoms susidaryti, nes. PR AgI \u003d 1 10 -16, t.y. daug mažiau nei sidabro chlorido. Tuo pačiu būdu, veikiant H 2 S tirpalui, gaunamos sidabro sulfido Ag 2 S nuosėdos, kurių tirpumo produktas yra 10 -51.
Vykstančių reakcijų jonų-molekulinės lygtys yra tokios formos:
I – D AgI↓ + 2NH3
2 + + H 2 S D Ag 2 S↓ + 2NH 3 + 2NH 4 + .
Sudėtiniai junginiai, turintys nestabilią vidinę sferą, vadinami dvigubomis druskomis. Jie žymimi skirtingai, būtent kaip molekulių junginiai. Pavyzdžiui: CaCO 3 Na 2 CO 3; CuCl 2 ·KCl; KCl·MgCl2; 2NaCl · CoCl 2 . dvigubos druskos gali būti laikomi junginiais, kurių kristalinės gardelės vietose yra identiški anijonai, bet skirtingi katijonai; Šiuose junginiuose esantys cheminiai ryšiai daugiausia yra joniniai, taigi ir vandeniniai tirpalai jie beveik visiškai disocijuoja į atskirus jonus. Jei, pavyzdžiui, kalio chloridas ir vario (II) chloridas yra ištirpinti vandenyje, tada disociacija vyksta pagal stipraus elektrolito tipą:
CuCl 2 KCl \u003d Cu 2+ + 3Cl - + K +.
Visi jonai, susidarę dvigubos druskos tirpale, gali būti aptikti naudojant atitinkamas kokybines reakcijas.
Reakcijos sudėtingų junginių tirpaluose. Keitimo reakcijų pusiausvyros poslinkis elektrolitų tirpaluose, kuriuose dalyvauja kompleksiniai jonai, nustatomas pagal tas pačias taisykles, kaip ir paprastų (nesudėtingų) elektrolitų tirpaluose, būtent: pusiausvyra pasislenka pilniausio jonų surišimo (kompleksavimo) kryptimi. agentas, ligandai, išorinės sferos jonai), netirpių, blogai tirpių medžiagų ar silpnų elektrolitų susidarymui.
Šiuo atžvilgiu sudėtingų junginių tirpaluose galimos reakcijos:
1) išorinės sferos jonų mainai, kuriuose kompleksinio jono sudėtis išlieka pastovi;
2) intrasferiniai mainai.
Pirmasis reakcijos tipas realizuojamas tais atvejais, kai susidaro netirpūs ir blogai tirpūs junginiai. Pavyzdys yra atitinkamai K 4 ir K 3 sąveika su katijonais Fe 3+ ir Fe 2+, dėl ko susidaro Prūsijos mėlynojo Fe 4 3 ir mėlynojo mėlynojo Fe 3 2 nuosėdos:
3 4- + 4Fe 3+ = Fe 4 3 ↓,
Prūsijos mėlyna
2 3- + 3Fe 2+ = Fe 3 2 ↓.
mėlyna spalva
Antrojo tipo reakcijos galimi tais atvejais, kai dėl to susidaro stabilesnis kompleksas, t.y. su mažesne K n reikšme, Pavyzdžiui:
2S 2O 3 2- D 3- + 2NH3.
K n: 9,3 10 -8 1 10 -13
Esant artimoms K n vertėms, tokio proceso galimybę lemia konkuruojančio ligando perteklius.
Sudėtingiems junginiams taip pat galimos redokso reakcijos, kurios vyksta nekeičiant kompleksinio jono atominės sudėties, bet pasikeitus jo krūviui, pavyzdžiui:
2K 3 + H 2 O 2 + 2 KOH \u003d 2 K 4 + O 2 + 2H 2 O.
C 5. Kartu su juo formuojasi ligandai, tiesiogiai susiję su kompleksuojančiu agentu vidinis komplekso (koordinavimo) sfera. Taigi kompleksiniame katijone 2+ vidinę sferą sudaro kompleksą sudarončios medžiagos atomas varis(II) ir su juo tiesiogiai susijungusios amoniako molekulės. Vidinė sfera žymima laužtiniais skliaustais: 3 , 2 , 2 . Priklausomai nuo viso ligandų krūvio ir kompleksą sudarončio agento santykio, vidinė sfera gali turėti teigiamą krūvį, pavyzdžiui, 3+ , arba neigiamas, pavyzdžiui, 3 , arba nulinis mokestis, pavyzdžiui, kaip 0 .
Susidaro jonai, kurie neutralizuoja vidinės sferos krūvį, bet nėra kovalentiškai surišti su kompleksuojančiu agentu. kompleksinio junginio išorinė sfera. Pavyzdžiui, Cl 2 kompleksiniame junginyje du Cl jonai yra išorinėje sferoje:
Išorinėje sferoje išsidėstę Cl jonai didesniu atstumu nuo komplekso sudarytojo nei NH 3 molekulės, kitaip tariant, atstumas Zn - Cl yra didesnis nei Zn - N cheminės jungties ilgis Be to, kompleksinio katijono 2+ ir chlorido jonų Cl - cheminė jungtis turi joninę charakteris, o amoniakas NH 3, patekęs į vidinę sferą, pagal donoro-akceptoriaus mechanizmą sudaro kovalentinius ryšius su kompleksuojančiu agentu Zn(II) (nebendrų elektronų porų donoras yra azoto atomai NH 3). Taigi skirtumas tarp vidinės sferos ligandai ir išorinės sferos jonai labai reikšmingas.
(OH) 2 ir K 2 išorinės sferos jonai yra atitinkamai OH ir K + jonai. Visiškai aišku, kad neutraliuose kompleksuose 0 ir 0 trūksta išorinės sferos.
C 5. Paprastai išorinė sfera susideda iš paprastosios monatominis arba poliatominiai jonai. Tačiau yra atvejų, kai CS susideda iš dviejų ar daugiau vidinių sferų, atliekantys katijoninės ir anijoninės junginio dalių funkcijas. čia kiekviena vidinė sfera yra išorinė kitai. Pavyzdžiui, junginiuose ir 2 formaliai išorinės sferos jonų funkcijas gali atlikti:
kompleksiniai katijonai 2+ ir 2+,
kompleksiniai anijonai 2 ir 4
1.6. Daugiabranduoliniai kompleksai
C 8. Jeigu kompleksiniame jone arba neutraliame komplekse yra du ar daugiau kompleksuojančių medžiagų, tada šis kompleksas vadinamas kelių branduolių. Tarp daugiabranduolinių kompleksų yra tiltas, klasteris ir daugiabranduoliniai kompleksai mišrus tipas.
Kompleksą sudarančio agento atomai gali būti sujungti vienas su kitu per jungiantys ligandai, kurių funkcijas atlieka jonai OH , Cl , NH 2 , O 2 2 , SO 4 2 ir kai kurie kiti. Taigi kompleksiniame junginyje (NH 4) 2 tiltas tarnauti dvišakiai (2 ryšiai) hidroksido ligandai:
Kai kompleksą sudarančio agento atomai yra tiesiogiai sujungti, daugiabranduolinis kompleksas vadinamas klasterio tipas. Taigi klasteris yra kompleksinis anijonas 2
kuriame keturgubas ryšys Pakartotinai:viena σ jungtis, dvi π ryšiai ir viena δ jungtis . Tarp darinių randama ypač daug klasterių kompleksų d- elementai.
Daugiabranduoliniai kompleksai mišrus tipas turėti kaip nuorodą kompleksuojantis agentas – kompleksuojantis agentas, ir tiltas ligandai. Mišraus tipo komplekso pavyzdys yra kobalto karbonilo kompleksas, kurio struktūra yra tokia: 
Čia yra viena jungtis Co – Co ir du dvišakiai karbonilo ligandai CO, jungiantys kompleksinius atomus.
