1. fejezet (1. rész)
1. fejezet alapfogalmak koordinációs elmélet
Alapjai a modern elmélet koordinációs fejtette ki a múlt század végén svájci kémikus Alfred Werner. össze egy egységes rendszert az összes felhalmozott mire a kísérleti adatokat a komplex. Ők vezették be, hogy a koncepció a központi atom (komplexképző) és koordinációs számát. a belső és a külső gömb a komplex vegyület, komplex vegyületek izoméria, megpróbálja megmagyarázni a természet a kémiai kötés komplexek.
Az összes főbb rendelkezéseinek összehangolásáról elmélet Werner és a jelenleg használt. A kivétel az ő tanítása a természet a kémiai kötés, ami most csak a történelmi jelentőségű.
A komplex képződését ion vagy semleges komplex lehet elképzelni, mint egy általános típusú reverzibilis reakció:
ahol M - semleges atom, pozitív vagy negatív töltésű ion feltételes kombinálásával (koordináló) önmaga köré más atomok, ionok vagy molekulák L. atom M nevezik, vagy komplexképző központi atom.
A komplex ionok [Cu (NH3) 4] 2+. [SiF6] 2 -. [Fe (CN) 6] 4 -. [BF4] - komplexképző hatóanyagok a réz (II), szilícium (IV), vas (II), bór (III).
A legtöbb kelátképző szolgál atomja pozitív oxidációs állapotú.
Függő negatív ionok (azaz atomok negatív oxidációs állapotban) játszanak szerepet a komplexképző viszonylag ritkák. Ez, például, nitrogénatom (-III) az ammónium-kation [NH4] +, stb
Atom-komplexképző szer lehet egy nulla oxidációs állapotú. Így,-karbonil komplexek a nikkel és a vas, amelynek az összetétele a [Ni (CO) 4] és [Fe (CO) 5], tartalmazhat atomok nikkel (0) és a vas (0).
Komplexképző (kék színnel kiemelve) részt vehet reakciókban termelő komplex mint egy egyértékű-ion, például:
és hogy egy része a molekula:
Az összetett részecskék lehetnek két vagy több komplexképző atom. Ebben az esetben beszélünk többmagos komplexek.
Komplex tartalmazhat több komplex ionok. amelyek mindegyike tartalmaz egy komplexképző szer.
Például egy egymagos komplex vegyület összetétele [K (H2 O) 6] [Al (H2 O) 6] (SO4) 2 komplexképző K I és Al III. és [Cu (NH3) 4] [PtCl6] - Cu II és Pt IV.
A komplex ion, vagy semleges komplexek koordinált körül komplexképző ionok, atomok vagy egyszerű molekulák (L). Mindezek a részecskék kémiai kötéseket a komplexképző szert, az úgynevezett ligandumok (a latin „ligare” - tie). A komplex ionok [SnCl6] 2 - és a [Fe (CN) 6] 4 - ligandumok ionok Cl - és CN -. neutrális komplex [Cr (NH3) 3 (NCS) 3] iigandumok - NH3 molekulák és ionok NCS -.
A ligandumok általában nem kapcsolódnak egymással, és a taszító erő hat közöttük. Egyes esetekben, van intermolekuláris kölcsönhatása ligandumok a hidrogén kötések kialakulását.
A ligandumok lehetnek különböző szerves és szervetlen ionok és molekulák. A fő ligandumok ionok CN -. F -. Cl -. Br -. I -. NO2 -. OH -. SO3 S 2 -. C2 O4 2 -. CO3 2 -. molekulák H2 O, NH3. CO, karbamid (NH 2) 2 CO, szerves vegyületek - etilén-diamin-NH2 CH2 CH2 NH2. egy -aminouksusnoy NH2 CH2 COOH sav és etilén-diamin-tetraecetsav (EDTA).
Leggyakrabban, a ligandum kapcsolódik a komplexképző szer révén egyik atom egy két központ kémiai kötés. Ez a fajta ligandumok nevezzük fogú. Között egyfogú ligandumok közé tartoznak a halogén-ion, cianid-ion, ammónium-hidroxid, víz és mások.
Néhány gyakori típusú ligandumok vízmolekulák H2 O, hidroxidion OH -. tiocianátiont NCS -. amid-ion NH2 -. CO szén-monoxid a komplexek előnyösen egyfogú. bár egyes esetekben (áthidaló szerkezetek) vannak kétfogú.
Számos ligandumok, amelyek komplexek szinte mindig kétkötőhelyű. Ez etiléndiamin, karbonát ion, oxalát ion, stb Mindegyik molekula vagy ion alkotnak egy kétfogú ligandum komplexképző két kémiai kötéssel összhangban a jellemzői a szerkezete:
Például, a komplex [Co (NH3) 4 CO3] NO3 kétfogú ligandum - ion CO3 2 - - két kötést képez a komplexképző szert - feltételes ion Co (III), és minden egyes molekulában ligand NH3 - csak egy kötést:
Egy példa a hatfogú ligandum anion szolgálhat etilén-diamin-:
Többfogú ligandumok hathatnak áthidaló ligandumok, amelyek egyesítik a két vagy több, a központi atom.
A legfontosabb jellemzője az az összeg, a komplexképző kémiai kötések, hogy ez képezi a ligandumok vagy koordinációs száma (CN). Ez a jellemző döntően a komplexképző elektronikus szerkezetét és a héj által meghatározott vegyértéke a központi atom vagy képességeit a kondicionált ion-komplexképző szer (lásd. >>>).
Amikor a komplexképző szert koordináló egyfogú ligandum, a koordinációs az a szám, a ligandumok kapcsolódnak. Számos csatolt komplexképző ligandumok multidentális mindig kevesebb, mint az értéke a koordinációs száma.
Az érték a koordinációs száma a komplexképző szer függ annak jellegét, az oxidáció mértékét, a természet a ligandumok és a körülmények (hőmérséklet, oldószer jellegétől, és a koncentrációt a komplexképző ligandumok, és mások.), Amelynél a komplexképzési reakció megy végbe. Az érték a QP változhat a különböző komplex vegyületek, 2-8, vagy még magasabb. A leggyakoribb koordinációs számok a 4. és 6..
Az értékek között koordinációs szám és az oxidációs-komplexképző elem van egy határozott kapcsolatot. Tehát, az elemek komplex. amelynek oxidáció mértéke + I (. Ag I. Cu I. Au I. I, stb) a leginkább jellemző koordinációs száma 2 - például a komplexek a típus [Ag (NH3) 2] +. [Cu (CN) 2] -. [IBr2] -.
Elements-komplexképző a oxidáció mértéke + II (Zn II. Pt II. Pd II. Cu II et al.) Gyakran komplexeket képeznek, amelyek azt mutatják, amelynek koordinációs száma 4, mint például a [Zn (NH 3) 4] 2+. [PtCl4] 2 -. [Pd (NH3) 2Cl 2] 0, [ZnI4] 2 -. [Cu (NH3) 4] 2+.
A koordinációs száma a komplexképző aqua komplexeket az oxidációs állapot + II gyakran 6: [Fe (H2 O) 6] 2+. [Mg (H2 O) 6] 2+. [Ni (H2 O) 6] 2+.
Elements-komplexképző szerek. amelynek oxidációs száma + III és + IV (Pt IV. Al III. Co III. Kr III. Fe III), vannak komplexek, általában CN 6.
Például, [Co (NH3) 6] 3+. [Cr (OH) 6] 3 -. [PtCl6] 2 -. [AlF6] 3 -. [Fe (CN) 6] 3 -.
Ismert komplexképző szerek, amelyek lényegében állandó koordinációs számok komplexek különböző típusú. Ezek a kobalt (III), króm (III) vagy platina (IV) CN 6 és bór (III), platina (II), palládium (II), arany (III) koordinációs száma 4. Azonban a legtöbb komplexképzők váltakozó koordinációs számát. Például az alumínium (III) lehetséges, és 4 CN CN 6 a komplexek [Al (OH) 4] -, és [Al (H2 O) 2 (OH) 4] -.
A koordinációs számok 3, 5, 7, 8 és 9 viszonylag ritkák. Vannak csak néhány a vegyületek, amelyekben CN 12 - mint például K9 [Bi (NCS) 12].
A ligandumok közvetlenül kapcsolódnak a kelátképző alkotnak vele egy belső (koordináció) gömb a komplex.
Így a komplex kation [Cu (NH3) 4] 2+ belső gömb képződött komplexet atom - réz (II) és az ammónia molekulák közvetlenül társítva.
Jelöljük belső gömb zárójelben: [Fe (CN) 6] 3 -. [HgI4] 2 -. [SnCl6] 2 -.
Attól függően, hogy az arány a teljes felelős a ligandumok és komplexképző belső gömb lehet pozitív töltés. például, [Al (H2 O) 6] 3+. vagy negatív. például, [Ag (SO3 S) 2] 3 -. vagy nulla díjat. mint [Cr (NH3) 3 (NCS) 3] 0.
Ionok, semlegesíti a felelős a belső gömb, de nem kovalens komplexképző alkotnak egy külső gömb a komplex.
Például, a komplex [Zn (NH 3) 4] Cl2 két ion Cl - a külső szférában:
Vneshnesfernye ionok Cl - vannak jelentős távolságra a komplexképző, mint NH3 molekulák. Más szóval, a távolság Zn - Cl nagyobb, mint a hossza a kémiai kötés Zn - N. Továbbá, a kémiai kötés kation-komplex [Zn (NH 3) 4] 2+ ionok és a klorid Cl - van egy ionos jellegű, míg a NH3 ammónia molekulával . belül a hazai gömb formájú komplexképző Zn (II) a kovalens kötés, a donor-akceptor mechanizmust (donor osztatlan elektronpár nitrogénatom NH3). Így, a különbség a belső gömb ligandumok és ionok a külső gömb nagyon fontos.
Képviselete a komplex képletű vegyület, egy külső-iont szögletes zárójelben.
Például, a vegyületek a [Cu (NH3) 4] (OH) 2, és a K2 [HgI4] külső-ionok rendre ionok OH - és K +. Érthető, hogy a neutrális komplexek [Cr (NH3) 3 (NCS) 3] 0 és [Pd (NH3) 2Cl 2] 0 nincs külső szférában.
Például, a vegyületek a [Cu (NH3) 4] [PtCl6] és [Ni (NH3) 6] 2 [Fe (CN) 6] formálisan funkciót végezhet külső-ionok:
Amikor a vízben oldott komplexek visszafordíthatatlanul disszociál ionokra:
Acid komplex anionok vizes oldatban mennek visszafordíthatatlan protolitikus.
1.6. polinukleáris komplexek
Ha a komplex ion vagy semleges komplex, amely két vagy több komplexképző szerek, ezt a komplexet úgynevezett multi-core. Közül többmagú áthidalt komplexek izolált. és többmagvú klaszter komplexek vegyes típusú.
komplexképző atomok lehet összekötve áthidaló ligandumok. mely funkciók működnek ionok OH -. Cl -. NH2 -. O2 2 -. SO4 2 - és még néhány más.
Így, a komplex (NH4) 2 [Co2 (C2 O4) 2 (OH) 2] áthidaltak kétfogú iigandumok-hidroxid:
többfogú ligandum hathat áthidaló ligandum, amelynek több donoratom (például NCS - azokkal az atomokkal N és S, amely képes részt venni kötés kialakulása egy donor-akceptor mechanizmus) vagy egy ligand több elektron pár azonos atom (pl , Cl - vagy OH -).
Abban az esetben, ha a komplexképző atomok kapcsolódnak közvetlenül magból álló komplexet tartozik a klaszter típusú.
Például, egy klaszter egy komplex anion [Re2 CL8] 2 -:
amely végrehajtja a négy lengőkaros Re - Re: One # 963; -bond, két kapcsolatok és egy π- # 948; -bond. Egy különösen nagy számú klaszter komplexek közé származékok ott d elemekre hatva.
Polinukleáris komplexek tartalmazó vegyes típusú, mint a link-komplexképző szert komplexképző szert. és az áthidaló ligandumok.
Egy példa a vegyes típusú komplex lehet egy kobalt-karbonil-komplex összetételű [Co 2 (CO) 8], amelynek szerkezete a következő:
Van egy egyszeres kötés Co - Co és két karbonilcsoportot tartalmazó kétfogú ligandum CO, mely egy áthidaló összetett komplexképző atomok.
Válaszoljon a kérdésekre >>>