9. Номенклатура комплексных соединений.

Систематическая номенклатура комплексных соединений опре­де­ля­ет пра­вила за­писи формул и названий комплексных соединений.

При написании формулы комп­лек­са с однородным составом внут­рен­­ней сферы вна­чале записывается центральный атом, а затем лиганды с ука­за­нием нижним чис­ло­вым индексом их количества; всю внутреннюю сферу зак­лючают в квадратные скоб­ки и в зависимости от того является ли коплекс катионом или анионом слева или справа от комплекса помещают внеш­не­сфер­ный ион: Na[FeCl₄], Ba₃[Co(CN)₆]₂, [Cu(NH₃)₄]SO₄, [Zn(H₂O)₄](NO₃)₂. Для нейт­раль­ных комплексов, а также распрост­ра­нен­ных солей и кислот допускается за­пись их формул без квадратных скобок: Fe(CO)₅, K₂SO₃, UO₂(NO₃)₂.

Для смешанно-лигандного комплекса, содержащего лиганды с различным за­­рядом (L⁺, L, L^-), в формуле комплекса их располагают в следующем порядке: [M(L⁺)(L)(L^-)] – например, формула смешанно-лигандного комплекса железа (III) c NO⁺, NH₃ и Cl^- в качестве лигандов имеет вид [Fe(NO)(NH₃)₄Cl]SO₄.

Лиганды, одинаковые по типу заряда, но разные по химическому составу, за­пи­­сы­ва­ют справа налево в порядке увеличения относительной электроотри­ца­тель­ности их первых (слева) элементов независимо от сложности лигандов. Так, среди нейтраль­ных лигандов H₂О и NH₃ первым (слева) во внутренней сфе­ре комплекса реко­мен­ду­ет­ся записывать воду: [Co(H₂O)₄(NH₃)₂]Cl₃; среди от­рицательных лигандов C₂O₄^2- и ОН^- оксалатный лиганд рекомендуется за­пи­сы­вать левее чем гидроксидный: Na₃[Fe(C₂O₄)(OH)₄]. Если разные лиганды име­ет совпадающий первый элемент в их формуле, то порядок их расположения во внутренней сфере комплекса определяется увеличением числа разных элемен­тов в составе лиганда – вначале рекомендуется за­пи­сывать одноэлементный ли­ганд, затем двух-, трех и т.д. – например: [Ru(N₂)(NH₃)₄(NH₂OH)₂]²⁺.

При сокращенном буквенном обозначении лигандов (этилендиамин – En, ди­ме­тил­гли­оксим – DMG и др.) порядок их записи в формуле комплекса оп­ре­деляется теми же правилами, что и при использовании их химических формул.

Во избежания разночтений разные лиганды, входящие в состав смешанно-ли­ганд­ных комплексов, отделяются друг от друга круглыми скобками. Для ли­ган­дов, кото­рые при одинаковом составе могут иметь различный заряд – н­а­при­мер: NO⁺, NO, NO^- или O₂^2-, O₂^-, в формуле комплекса допускается указание их за­ряда с помощью пра­во­го верхнего индекса у обозначения лиганда: [Pd{P(C₆H₅)}₂(O₂⁰)], [Co(CN)₅(O₂^-)]^4-.

Если в формуле комплексного соединения степень окисления централь­но­го ато­ма не очевидна, то она может быть указана в формуле комплекса с по­мощью правого верх­него индекса у символа центрального атома римскими циф­рами: [Сo^III(NH₃)₆][Cr^III(CN)₆].

Сложные многоядерные комплексные соединения обычно изображают гра­фи­чес­ки­ми (пространственными) формулами. Наиболее простые двухядерные комплексы с мостиковыми лигандами записывают с помощью развернутых мо­ле­кулярных фор­мул, в которых мостиковые лиганды L’ помещают между цент­ральными атомами М₁ и М₂, а немостиковые (переферийные) лиганды L – со­от­вет­ственно слева и справа от тех атомов М₁ и М₂, которые координируют эти лиганды [(L)M₁(L’)M₂(L)]: [(NH₃)₅CrOHCr(NH₃)₅]Br₄, [Cl₂(NH₃)₂Co^III(NH₂)(O₂^2-)Co^IV(NH₃)₄)]Cl₂. В развернутых мо­­лекулярных формулах биядерных клас­тер­ных соединений независимо от кратности хими­чес­кой связи между метал­ли­чес­ки­ми центрами ее показывают ­одной чертой меж­ду химическими символами од­ного или разных металлов: K₄[(CN)₄Ni-Ni(CN)₄], [(CO)₅Re-Mn(CO)₅]. При на­личии в кластерном комплексе мостиковых лишандов их помещают между ме­таллическими центрами, а черту преображают в п-образную ломанную линию, со­единяющую металлические центры над мостиковыми лигандами:

Название комплексного соединения также состоит из названий лигандов и цент­раль­ного атома внутренней сферы и названия внешнесферного катиона или аниона.

Лиганды. Название отрицательно заряженных лигандов образуется из пол­ного на­­звания ионов с добав­лени­ем соедини­тель­ной гласной –о: Br^- бромо-, О^2- ок­со-, О₂^- надпероксо-, О₂^2- пероксо-, Н^- гидридо-, N^3- нитридо-, S₂^2- ди­суль­фи­до(-2)-, OH^- гидроксо-, CN^- циано-, NH^2- амидо-, NH₂^- ими­до-, NCS^- тиоцианато- СО₃^2- карбонато-, P₂O₇^4- дифосфато-, НSO₃^- гидросульфато-, S₂O₃^2- тиосульфато- TeO₆^6- ортотеллурато-, ClO^- гипохлорито-. IO₅^6- ортопериодато-. Аналогично строятся названия лигандов ор­га­нических кислот: HCOO^- формиато-, C₂O₄^2- ок­са­лато-, HON=C(CH₃)C(CH₃)=NO^- диметиглиоксимато-, СH₃COO^- ацетато-, NH₂CH₂COO^- глицинато-, {OOCCH₂)₂NCH₂CH₂N(CH₂COO)₂}^4- этилендиамин­тет­­раацетато-. По традиции ли­ганд S^2- называют тио-. Анионы углево­до­­родов в качестве лигандов назы­вают без соединительно гласной -о: CH₃^- метил, С₆Н₅^- фенил, С₅Н₅^- циклопентадиенил.

Если в качестве лигандов выступаю положительно заряженные частицы, то в их названиях либо сохраняется окончание –ий, либо его добавляют: N₂H₅⁺ -гидразиний, NO⁺ нитрозилий. Катион H⁺ по традиции называют гидро-.

Название нейтральных лигандов в составе внутренней сферы комплекса ос­тается не­изменным: N₂ диазот, O₂ дикислород, SO₂ диоксид серы, N₂H₄ гид­ра­зин, P(C₆H₅) три­фенилфосфин. По традиции для ряда лигандов используют спе­циальные названия: H₂O аква, NH₃ аммин, СО карбонил, CS тиокарбонил, NO нитрозил.

Для амбидентатных лигандов, способных координироваться к централь­но­му ато­му различными донорными атомами, в названии лиганда через дефис ре­комендуется указывать символ донорного атома химического элемента: CN^- ци­а­но-N или циано-С, NCS^- тиоцианато-N или тиоцианато-S. По традиции нит­рит-ион, координированный через атом N назвают – ннтро-, а координиро­ван­ный через атом кислорода – нит­рито.

Число одинаковых лигандов во внутренней сфере комплекса указывается прис­тавками: ди-, три-, тетра- и т.д., которые записывают слитно с названием ли­ганда: (Н₂О)₄ тетрааква-, Br₃ трибромо-, (SO₄)₂ дисульфато-, (NH₃)₅ пен­та­ам­мин. Если в названии самого сложного лиганда уже исполь­зу­ет­ся числовая прис­тавка, на­пример О₂ – дикислород, NH₂CH₂CH₂NH₂ – этилен­ди­а­мин, то для указания числа та­ких лигандов во внутренней сфере применяют умножающие приставки: 2 – бис, 3 – трис, 4 – тетракис и т.д., а на­зва­ние самого лиганда зак­лючают в скобки: (N₂)₂ – бис(диазот), {P(C₆H₅)₃)₃ – трис­(трифенилфосфин). Название лиганда также за­ключается в скобки, если в его названии исполь­зу­ют­ся цифры или символы хими­ческих элементов: {C₆H₅N)₂ – (2,2’-бипиридил), NCS^- - (тиоцианато-N). Название лиганда заклю­ча­ется также в скобки, если об­ра­зующееся при названии внутренней сферы словосочетание может првести к не­однозначности в природе лиганда: (N)₂ ди­(азот), что указывает на присут­ст­вие во внутренней сфере двух атомов азота, в отличие от (N₂) – диазот для од­ной молекулы азота. Рекомендуется также вы­де­лять круглыми скобками наз­ван­ия лигандов с характеристичными приставками – пер-, тио-, гидро-, орто-, мета-, и названия сложных органических лигандов.

Центральный атом (ион). Систематическое название центрального атома, ука­­зы­ва­емое после названия лигандов, зависит от заряда комплекса:

• для нейтральных комплексов применяют русское название элемента комп­лек­сооб­ра­зо­вателя в именительном падеже: [Co(NH₃)₃Cl₃] трихло­ро­три­ам­мин­кобальт, [Cr(H₂O)₃(C₂O₄)Cl] хлорооксалатотриаквахром, [Fe(NH₃)₂(NCS)₄] тетра(тиоциа­на­то-N)ди­амминжелезо, [MnH(CO)₅] пента­кар­­бонилгидромарганец, [Pt{P(C₃H₅)₃)Cl₂] дихло­ро­бис(триэтил­фосфин)пла­ти­на, SO₂Cl₂ дихлородиоксосера; XeOF₄ тетра­фто­ро­оксоксенон;

• для катионных комплексов русское название элемента комплексообра­зо­ва­те­ля да­ет­ся в родительном падеже с указанием римскими цифрами в круглых скоб­ках его степени окисления: [Ag(NH₃)₂]⁺ диамминсеребра(I), [Ru(NH₃)₅(N₂)]²⁺ (диазот)пен­та­амминрутения(II), [UO₂]²⁺ диоксоурана(VI), [BrF₂]⁺ дифтороброма(III). Для эле­мен­тов с постоянной степенью окисления допускается применение названий эле­мен­тов без указания на его степень окис­­ления: [Al(H₂O)₅(OH)]²⁺ гид­рок­со­пен­таак­ва­алюминия;

• название элемента комплексообразователя в анионных комплексах обра­зует­ся из латинского корня названия элемента с добавлением окончания –ат и ука­занием римскими цифрами в круглых скобках его степени окисления: [Fe(CN)₆]^4- гекса­ци­а­ноферрат(II), [HgI₄]^2- тетраиодо­мер­курат(II), [Pt(NO₂)₄Cl₂]^2- дихлоротетра­нитро­пла­тинат(IV), SO₄^2- тетраоксосульфат(IV), PHO₃^2- триоксогидрофосфат(III). Для элементов с постоянной степенью окис­­ления допускается название элемента без указания его степени окис­ле­ния: [Zn(OH)₄]^2- тетрагидроксоцинкат, [HF₂]^- дифто­ро­гид­рогенат.

Полное название соединений с комплексным катионом или анионом вклю­чает так­же традиционное название внешнесферных ионов: [Ir(NH₃)₄(NCS)₂]ClO₄ перхлорат ди­(тиоцанато-S)тетраамминирридия(III), (NH₄)₃[Pt(NH₃)(NO₂)₅] пен­та­­нитроаммин­пла­ти­нат(IV) аммония, H[AuCl₄] тетрахлороаурат водорода, Na[PH₂O₂] диоксоди­гидро­фос­фат(I) натрия, (KAl)[Fe(CN)₆] гекса­ци­ано­фер­рат(II) алюминия-калия, [Co(NH₃)₆](SO₄)(HSO₄) гидросульфат-сульфат гек­са­ам­минкобальта(III). Полное назва­ние комплексов катион-анионного типа состит из сис­те­матического названия комп­лек­с­ного аниона и комлексного аниона: [Pt(NH₃)₄][PtCl₄] тетрахлороплатинат(II) тет­ра­­ам­минплатины(II), [Co(NH₃)₅Cl]₃[Cr(CN)₆]₂ гексацианохромат(III) хлоропен­таам­ми­нкобальта(III).

Для различия геомерических цис-транс изомеров в формулах и названнях комп­­лек­сов используют соответствующие цис- и транс- приставки: транс-[Pd(NH₃)₂Cl₂] транс-дихлородиамминпалладий, транс-[CoEn₂(CN)₂]Cl хлорид транс-дициа­нобис­(эти­лендиамин)кобальта(III), цис-Na₃[Cr(OH)₄Cl₂] цис-дихло­ро­тетрагидроксохро­мат(III) натрия.

Биядерные комплексы с мостиковыми лигандами. Название внутренней сфе­ры биядерных комплексов начинается с названия мостиковых лигандов с до­­бавлением че­рез дефис предшествующей буквы далее также через дефис сле­дуют названия не­мос­тиковых ли­гандов и центрального атома, стоящие в фор­муле комплекса правее мостикового ли­ганда, и завершают название – не­мос­­­тиковые лиганды и центральный атом, расположенные левее мостикового ли­­ганда: [(NH₃)₅CrOHCr(NH₃)₄OH]Br₄ бро­мид (-гидроксо)-гидроксотетра­а­м­мин­­­хрома(III)-пентаамминхрома(III), K₄[(C₂O₄)₂Cr(NH₂)₂Cr(CN)₄] ди(-ами­до)-тетрацианокобальтат(III)-бис(диоксала­то)­хро­мат(III) калия. При симмет­рич­ном расположении правой и левой части внут­рен­ней сферы биядерного комплекса по отношению к мостиковому лиганду название комплекса уко­ра­чи­ва­ется за счет применения умножающей числовой приставки бис-: [Br₂AlBr₂AlBr₂] ди(-ди­­бромо)-бис(дибромоалюминий), [(NH₃)₅CrOCr(NH₃)₅](NO₃)₄ нит­рат (-оксо)-бис{пентаамминхрома(III)}, Ba₂[(C₂O₄)₂Co(OH)₂Co(C₂O₄)₂] ди(-гид­рок­со)-бис­{диоксалатокобальтат(III)} ба­рия.

Рассмотренные ранее распространенные оксокислоты (H₄P₂O₇, H₂S₂O₇, H₂C₂O₇ и др.) и их соли характеризуются наличием мостикового О^2- оксидного иона, объеди­ня­ю­щего два координационных центра. Такие соединения отно­сят­ся к классу изополи­со­единений. Наряду с традиционными названиями они име­ют и систематические наз­ва­ния биядерных оксокомплексов: H₄[O₃POPO₃] (-ок­со)-бис{триоксофосфат(V)) во­до­рода, K₂[O₃CrOCrO₃] (-оксо)-бис{триок­со­хро­­мат(VI)}. В отличие от изополисое­ди­нений, в которых кислородный мостик объединяет подобные координационные центры, гетерополисоединения явля­ют­ся многоядерными оксокомплексами с цент­раль­ными атомами различных хи­­мических элементов. Особенно характерно образова­­ние многоядерных ге­те­ро­полисоединений на основе Mo⁶⁺ и W⁶⁺: [P₂Mo₁₈O₆₂]^6-, [TeMo₆O₂₄]^6-, [SiW₁₂O₄₀]^4-. Строение этих соединений весьма сложно, и поэтому их сис­тема­ти­­ческие названия составляют по суммарным формулам. При этом условный катион Mo⁶⁺ называют молибдо, а W⁶⁺ - фольфрамо без указания сте­пе­ни окис­ле­­ния: Na₃[PW₁₂O₄₀] 40-оксододекавольфрамофосфат(V) натрия, H₄[BMo₁₂O₄₀] 40-оксодо­де­ка­молибдоборат(III) водорода.

Кластерные соединения. В систематических названиях кластерных сое­ди­не­­ний на­личие связи между металлами указывается в круглых скобках после названия внут­рен­ней сферы комплекса: [(CO)₅Re-Mn(CO)₅] пентакарбо­нил­мар­га­нец-пентакарбо­нил­­рений (Mn-Re). Если строение внутренней сферы сим­мет­рич­но относительно свя­зи М-М, то название упрощается за счет применения ум­ножающей приставки бис-: [(CO)₅Mn-Mn(CO)₅] бис(пентакарбонилмарганец) (Mn-Mn), K₈[(CN)₄Co-Co(CN)₄) бис­{тетрацианокобальтат(0)} калия. При нали­чии в двухядерном кластерном комплексе мос­тиковых лигандов в названии внут­ренней сферы их указывают первыми:

Упражнения:

62. Приведите названия лигандов в составе внутренней сферы ком­п­лек­сов: H^-, Cl^-, S^2-, OH^-, CN^-, N₃^-, NCS^-, NO₂^-, SO₄^2-, H₂O, NH₃, CO, NO, N₂, PPh₃ (Ph = C₆H₅), H₂NC₂H₄NH₂ (En), [(OOCCH₃)₂NCH₂CH₂N(CH₃COO)₂]^4- (Edta).

63. Приведите систематические названия следующих моноядерных соедине­ний: K₂MnO₄, H₂SO₄, HSO₃Cl, Na[B(OH)₄], Ca[Fe(CN)₆], (NH₄)₂[HgI₄], H[AuCl₄], Al[Cr(NCS)₆], Na[PtCl(OH)₅], [Ag(NH₃)₂]Cl, [CuEn₂](NO₃)₂, [Zn(H₂O)₄]ClO₄, [Rh(NH₃)₄CO₃]NO₃, [Co(NH₃)₅NO₂]Cl₂, [Co(NH₃)₅(ONO)]Cl, [Pt(NH₃)₂Cl₂], [Cr(H₂O)₃С₂O₄Cl], Ni(CO)₄, [Pt(PPh₃)₄], [Co(NH₃)₆][Co(CN)₆], [PtEn₂][Pd(NH₃)Cl₃]₂.

64. Напишите формулы следующих соединений: гексафторофосфат(V) натрия, тетра­ок­­соманганат(VI) калия, тетрагидроксоцинкат магния, тринитроди­хло­ро­­аква­ир­ри­дат(III) калия, цис-тетраиододиамминплатина, трироданотри­ак­ва­­­хром, сульфито­ди­ам­минпалладий, нитрат транс-бисэтиленди­аминди­хло­ро­кобальта(III), гексафто­ро­хромат(III) гексааквахрома(III), тетрацианоплати­нат(II) тераамминпалладия(II).

65. Приведите систематические названия следующих биядерных соединений: K₂Mo₂O₇, Na₂B₂O₇, Na₂S₂O₈, [Cl₂Pt(N₂H₄)PtCl₂], K₂[Cl₄Re-ReCl₄],

[Cl₂(NH₃)₃CoNH₂Co(H₂O)(NH₃)Cl]Cl₂, [(CO)₅Re-Co(CO)₄],