7. Комплексные соединения

Комплексными называют соединения, состоящие из иона металла, обладающего вакантными орбиталями и ионов или молекул, содержащих атомы с неподеленными парами электронов (донорно-акцепторная связь). Согласно координационной теории А. Вернера комплексные – это соединения, в узлах кристаллической решетки которых находятся комплексные ионы, способные к самостоятельному существованию, как в кристалле, так и в растворе.

Молекула комплексного соединения состоит из комплексообразователя или центрального атома (ион металла) и непосредственно связанных с ним лигандов (молекул или ионов). Комплексообразователь вместе с лигандами образует внутреннюю сферу комплексного соединения. Число лигандов, окружающих комплексообразователь, называется координационным числом.

За пределами внутренней сферы комплексного соединения находится его внешняя сфера, содержащая положительно заряженные ионы (если внутренняя сфера заряжена отрицательно) или отрицательно заряженные ионы (если комплексный ион заряжен положительно); в случае незаряженной внутренней сферы внешняя сфера отсутствует.

Название комплексного соединения начинают с названия аниона:

1) если внутренняя сфера комплексного соединения имеет положительный заряд (катионный комплекс), то начинают называть с аниона внешней сферы, далее называют лиганды, прибавляя к их латинскому названию окончание "о". Например, хлоро-, циано-, сульфато- и т.д. Затем называют нейтральные лиганды. При этом пользуются терминами: для NH₃ – аммин, Н₂О – аква. Число лигандов указывают греческими числительными: 2 – ди, 3 – три, 4 – тетра, 5 – пента, 6 – гекса и т.д. Потом называют комплексообразователь в родительном падеже, указывая его степень окисления, например:

[Co(NH₃)₆]Cl₂ – хлорид гексаамминкобальта (II);

2) если внутренняя сфера комплексного соединения имеет отрицательный заряд (анионный комплекс), то начинают называть с лигандов, а при указании комплексообразователя используют корень его латинского названия и окончание "ат", указывая в скобках римскими цифрами степень окисления. После обозначения состава внутренней сферы называют внешнесферные катионы в родительном падеже, например:

K₃[Fe(CN)₆] – гексацианоферрат (III) калия;

3) в случае нейтрального комплексного соединения его название осуществляют также, но комплексообразователь указывают в именительном падеже, а степень окисления не приводят, так как она определяется исходя из электронейтральности комплекса, например:

[Pt(NH₃)₂Cl₄] – тетрахлородиамминплатина.

Частицы, находящиеся во внешней сфере, связаны с комплексным ионом преимущественно электростатическими силами и легко отщепляются в водном растворе. Это первичная диссоциация:

K₃[Fe(CN)₆]  3К⁺ + [Fe(CN)₆]^3–.

Комплексные ионы диссоциируют в небольшой степени. Обратимый распад внутренней сферы комплексного соединения называется вторичной диссоциацией, которая подчиняется закону действующих масс и может быть охарактеризована соответствующей константой равновесия, называемой константой нестойкости комплексного иона:

[Fe(CN)₆]^3–  Fe³⁺ + 6CN^– – вторичная диссоциация;

[Fe³⁺] [CN^–]⁶

К_нест = ––––––––– = 1·10^–31.

[[Fe(CN)₆]^3–]

Константа нестойкости может служить мерой устойчивости комплекса. Чем меньше К_{нестойкости}, тем устойчивее комплекс.