3) разбавленный раствор ВМС 4) ксерогель

50. ПЕРИОДИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ – ЭТО СВОЙСТВА

Тестовые задания для самоконтроля по теме IX на стр. 307 Ответы к тестовым заданиям для самоконтроля по теме IX на стр. 313

Тема Х. КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

10.1. Понятие о комплексных соединениях. Строение комплексных соединений

Соли в зависимости от состава делят на три типа:

1.Простые соли: построены из одного вида положительных и одного вида отрицательных ионов (K2SO4, NaCl, KCl).

2.Двойные (смешанные соли): соединения, построенные из двух и более типов солей. Они устойчивы в кристаллическом состоянии, но при растворении в воде они распадаются на ионы, причем каждая соль растворяется

независимо. Например, KCl·MgCl2·6H2O при растворении распадается на ионы К+, Mg2+, Cl-

3.Комплексные соли: построены из двух или более типов солей. И в кристалле и в водном растворе проявляют свойства, отличные от каждой составляющей соли.

Fe(CN)2 + 4KCN → K4[Fe(CN)6]; HgJ2 + 2KJ → K2[HgJ4].

Молекулярные соединения, сочетания компонентов которых приводит к образованию сложных ионов, способных к свободному существованию как в кристалле, так и в растворе называются комплексными соединениями или просто комплексами (координационные соединения).

167

Свойства и строение комплексных соединений (к.с.) объясняет координационная теория, предложенная в 1895 г. швейцарским химиком Альфредом Вернером.

Строение комплексных соединений:

Согласно координационной теории, в молекуле любого к.с. один из ионов, обычно положительно заряженный, занимает центральное место и называется комплексообразователем (к.о.) или центральным ионом. Вокруг него в непосредственной близости расположено или, как говорят, координировано некоторое число противоположно заряженных ионов или электронейтральных молекул, называемых лигандами (или аддентами), образующих внутреннюю сферу соединения. Остальные ионы, не разместившиеся во внутренней сфере, находятся на более далеком расстоянии от центрального атома или иона, составляя внешнюю сферу. Внутренняя сфера комплекса сохраняет стабильность при растворении. Ее границы обозначают квадратными скобками. Ионы, находящиеся во внешней сфере в растворах легко отщепляются.

Координационное число (к.ч.) – количество образуемых комплексообразователем σ-связей, чаще всего оно равно числу лигандов, если они монодентатные, т.е. образуют по одной σ- связи с комплексообразователем и занимают одно место в координационной сфере.

Между к.о. и лигандами σ-связи возникают по обменному или донорно-акцепторному механизму

В роли к.о. может выступать любой элемент ПС. Но наибольшую склонность к комплексообразованию проявляют:

1) d-элементы как в виде катионов, так и в свободном виде:

168

2) р-элементы в высокой степени окисления:

H2[ Si F6 ].

к.о.

3) значительно реже – щелочные и щелочноземельные металлы. В водных растворах ионы этих металлов

Связь между степенью окисления комплексообразователя и его координационным числом

Таким образом, координационное число чаще всего, в 2 раза больше, чем степень окисления комплексообразователя.

Определение величины заряда к.о. и комплексного иона

(к.и.)

Молекула к.с. электронейтральна – заряд внутренней сферы равен заряду внешней сферы с обратным знаком. Заряд к.и. равен алгебраической сумме зарядов к.о. и лигандов.

Пример 1. Определить заряд внутренней сферы и степень окисления к.о. в соединении

169

внутренней сферы (+1).

Определим заряд к.о. – х. Складываем заряды к.о. и лигандов и приравниваем к заряду внутренней сферы: х + 2·0 = +1; х = +1. NH3 – нейтральная молекула.

Пример 2. Определить заряд внутренней сферы и степень окисления к.о. в соединении:

к.о.

[Ptx (NH )о Cl ]2 С1 - заряд внешней сферы

3 4 2 2

внутр.сфера внешн.сфера

2·(-1) = 2- равен заряду внутренней сферы 2+. Определим заряд комплексообразователя – х. Складываем заряды к.о. и лигандов

иприравниваем к заряду внутренней сферы:

х+ 4·0 + 2 ·(-1) = +2; х = +4.

10.2. Классификация и номенклатура комплексных соединений

Называя к.с. обязательно нужно давать классификацию. Все к.с. классифицируются по трем признакам:

I.по характеру заряда к.и.;

II.по природе лигандов;

при координации вокруг нейтрального к.о.

170

 при одновременной координации вокруг положительно заряженных к.о. отрицательно заряженных и

II. Классификация к.с. по природе лиганда. По структуре к.с. делят на два типа:

1)если к.с. содержит одинаковые лиганды, то такое к.с. называется однородное: [Cu(NH3 )4 ]Cl2.

2)если к.с. содержит различные лиганды, то оно

Однородные к.с. по природе лигандов делятся на:

гидраты или аквакомплексы. Лиганды – молекулы Н2О: [Cr(H2O)6]Br3;

аммиакаты. В качестве лигандов – молекулы NH3: [Zn(NH3)4]Cl2;

ацидокомплексы. «Ацидо» - кислота, лиганды – кислотные остатки: H2[PtCl6];

гидроксокомплексы. В качестве лигандов выступают гидроксильные группы ОН-: Na[Al(OH)6].

Если к.с. смешанного типа, например, [Pt(NH3)4Cl2]Cl2 – то это ацидоамминокомплекс.

III. По числу к.о.:

1)один к.о. – моноядерное к.с. Например:

[Cu(NH3)4]Cl2;

2)больше, чем один к.о. – полиядерное к.с.

Характеристика лигандов: I. По заряду:

заряженные: С1-; F-; NO3-;

нейтральные: Н2О; NH3; CO.

II. По числу σ-связей, образуемых с к.о.:

монодентатные;

полидентатные.

171

Входящие во внутреннюю координационную могут занимать у центрального атома (к.о.) только одно координационное место (образовывать с центральным атомом одну полярную ковалентную σ-связь). Такие лиганды называют монодентатными (от лат. dens – зуб). Монодентатные лиганды – это Н2О; NH3, С1- и др. Если все лиганды монодентатные, то к.ч. равно числу лигандов. Например, красная кровяная соль: Fe3[Fe(CN)6]. Координационное число центрального атома Fe3+ равно 6 по числу лигандов.

Другие лиганды, как, например, этилендиамин NH2CH2CH2NH2, занимают около центрального атома два места (в случае этилендиамина к центральному атому координированы два атома азота лиганда) и поэтому называются бидентатными. Существуют три-, тетра- и более дентатные лиганды. Т.о. полидентатные лиганды образуют более, чем одну σ-связь с к.о., и к.ч. не равно числу лигандов. Например, в комплексном соединении Na2[Ca(C2O4)2] координационное число центрального атома иона Са2+ равно 4,

Правила составления названий к.с.

1)название к.с. начинают с катиона;

2)в названии комплексного иона сначала указывают лиганды, затем центральный атом – к.о.;

3) количество лигандов обозначается числительным:

1– моно; 2 – ди; 3 – три; 4 – тетра; 5 – пента; 6 – гекса:

4)к названиям анионных лигандов добавляют

окончание «о»: С1- - хлоро; Br- - бромо; CN- - циано; NO2- - нитрито; ОН- - гидроксо; NO3- - нитрато; SO42- - сульфато; F- - фторо; SCN- - роданидо. Молекулярные лиганды называют как соответствующие свободные молекулы. NH3 – аммин; Н2О – аква; СО – карбонил;

5)комплексообразователь в анионных к.с. называют латинским названием элемента с добавлением окончания «ат»: Fe – феррат; Cu – купрат; Со – кобальтат; Hg - гидраргират; Au –

172