комплекс хим.ppt
- Количество слайдов: 36
КОМПЛЕКСНІ СПОЛУКИ
ПЛАН Будова комплексних сполук. Координаційна теорія n Класифікація та номенклатура комплексних сполук n Стійкість комплексних сполук і їх застосування n Координаційний зв’язок n
Комплексні сполуки n Комплексними називаються сполуки, у вузлах кристалічних решіток яких містяться складні йони, утворені шляхом приєднання до центрального атома (йона) нейтральних молекул чи інших йонів протилежного знаку. NH 3 Cl– Pt 2+ NH 3
Координаційна теорія А. Вернер (1893 р. ) 1. Центральний атом, або комплексоутворювач – координує навколо себе певну кількість молекул чи іонів які називають лігандами. n 2. Комплексоутворювач разом із лігандами складає внутрішню сферу комплексної сполуки. n 3. Заряд внутрішньої сфери визначається алгебраїчною сумою ступеня окиснення комплексоутворювача і сумісних зарядів усіх лігандів. n 4. Якщо ступінь окиснення комплексоутворювача за абсолютною величиною не дорівнює сумі зарядів усіх лігандів, то комплексна сполука містить зовнішню сферу. n 4– CN– K+ K+ CN– K+ Fe 2+ CN– CN– K 4[Fe(CN)6] K+
Координаційна теорія n 5. Загальна кількість координаційних валентностей, за допомогою яких комплексоутворювач зв’язаний із лігандами, називається координаційним числом (к. ч. ). n [Fe(CO)5]; n [Pb(H 2 O)4](NO 3)2; n [Pt. Cl 2(NH 3)2]
Складові частини молекул комплексних сполук Комплексоутворювач Ліганди Йон зовнішньої сфери [Co+3 (NH 3) 6]3+Cl 3 Внутрішня сфера Координаційне число зовнішня сфера
Характеристика комплексоутворювача Ступінь окиснення Позитивний K 3[Fe 3+(CN)6], K 4[Fe 2+(CN)6], Cs[Xe+6 F 7], К[BF 4] Негативний [N -3 H 4 ] Cl Нульовий [Cl 2(H 2 O)4]
Ступінь окиснення комплексоутворювача +1 Координаційне число Приклади 2, 3 [Ag(NH 3)2]Cl +2 3, 4, 6 [Cu(NH 3)4]Cl 2 +3 4, 5, 6 Na 3[Co(NO 2)6] +4 6, 8 H 2[Sn. Cl 6]
Характеристика комплексоутворювача. Координаційне число Na[BF 4] Na 3[Al. F 6] n Залежить від розмірів центрального атома та F лігандів. F F- F FF B 3+ FF r. B 3+ = 0, 02 нм F- FF F- Al 3+ F F- F FF F- r. Al 3+ = 0, 057 нм
Na 3[Al. F 6] Na [Al. Cl 4] Cl- l F F- l Cl- F- F l F- Al 3+ F- F l F- F r. F_ = 0, 133 нм Cl- r. Cl- = 0, 181 нм
Ліганди Нейтральні молекули NH 3, H 2 O, CO, N 2, O 2 та ін. Аніони Cl-, Br-, I-, OH-, SO 42 -, CO 32 -, C 2 O 42 та ін.
Координаційна ємність лігандів n Кількість місць, що займає навколо комплексоутворювача окрема координована група, називається координаційною ємністю ліганду Монодентатні Бідентатні Cl–, CN–, Br–, F–, I– ; молекули Н 2 О, NH 3, CO. NH 2–NH 2 SO 42–, CO 32–, C 2 O 42–
ЕДТА (етилендиамінтетраацетат –аніон) – полідентатний ліганд (хелатний) Chela (греч. ) - клешня -OOCH C 2 CH 2 COO: N – CH 2 - CH 2 – N: -OOCH C CH 2 COO 2
-комплексони: (тетацин) -OOCH 2 COO- N – CH 2 - CH 2 – N -OOCH 2 COOСa 2+ Hg 2+ + ЕДТА · Ca 2+ + ЕДТА · Hg 2+
«Хелатний ефект» - збільшення стійкості комплексів з полідентатними лігандами порівняно з комплексами з монодентатними лігандами 2 CH H 2 C N H 2 2 CH H 2 C H 2 N N H 2 N Pt 4+ NH 2 CH 2
Комплексні сполуки в природних об'єктах Вітамін В 12
Хлорофіл і гемоглобін
Ліганди
Класифікація комплексних сполук A– A– 1. За знаком заряду розрізняють такі комплексні сполуки: n катіонні, які містять позитивно заряджену внутрішню сферу, наприклад: [Ag+(NH 3)02]+ [Cr 3+(H 2 O)06]3+ n аніонні - з негативно зарядженою внутрішньою сферою наприклад: [Ag+(CN)-2]–, [Cr 3+(OH)– 6]3– n нейтральні, які позбавлені зовнішньої сфери: [Ni 0(CO)04]0 [Cr 3+(H 2 O)03(OH)– 3]0 n L 0 L 0 Ме 3+ L 0 L 0 A–
КЛАСИФІКАЦІЯ КОМПЛЕКСНИХ СПОЛУК n n n n 2. Залежно від природи лігандів виділяють: аквакомплекси; аміакати: [Cu(NH 3)4]2+; карбоніли, що мають за ліганди молекули оксиду Карбону (ІІ): [Fe(CO)5]; гідроксокомплекси: [Zn(OH)4]2–; ацидокомплекси, в яких лігандами є аніони різних кислот; змішані комплекси, у внутрішній сфері яких містяться ліганди різної природи: [Co(NH 3)4 Cl 2].
НОМЕНКЛАТУРА КОМПЛЕКСНИХ СПОЛУК Згідно з Міжнародною номенклатурою IUPAC : n У назві аніонної комплексної сполуки після назви катіону у називному відмінку окремим словом подається перелік лігандів і зазначається корінь латинської назви комплексоутворювача з додаванням закінчення –ат та його ступеня окиснення (римською цифрою у дужках). n Калій гекса ціано феррат (ІІІ)
НОМЕНКЛАТУРА КОМПЛЕКСНИХ СПОЛУК називанні катіонної комплексної сполуки спочатку окремим словом перелічують ліганди, додаючи назву комплексоутворювача у називному відмінку та його ступінь окиснення, далі наводять назву аніона: n При тетраамін меркурій (ІІ) хлорид гекса аква ферум(ІІІ) сульфат
НОМЕНКЛАТУРА КОМПЛЕКСНИХ СПОЛУК назві нейтрального комплексу після переліку лігандів подають назву комплексоутворювача у називному відмінку та його ступінь окиснення: n [Co 3+(NH 3)03 Cl– 3] трихлоро триамін кобальт (ІІІ) n. У n Перелік лігандів відбувається у послідовності: аніонні, нейтральні, катіонні
Ковалентний зв'язок (дисоціація по типу слабкого електроліту) K 4 [Fe(CN)6] Йоний зв'язок (дисоціація по типу сильного електроліту)
Стійкість комплексних сполук n Первинна дисоціація: n Вторинна дисоціація
Константа нестійкості n Константа нестійкості комплексного йона – це константа рівноваги процесу вторинної дисоціації комплексного йону. Наприклад:
Ізомерія комплексних сполук n 1. Просторова, або геометрична ізомерія 2. Сольватна ізомерія фіолетовий зелений
ХІМІЧНИЙ ЗВ’ЯЗОК У КОМПЛЕКСНИХ СПОЛУКАХ Метод валентних зв’язків (Полінг, Слейтер, 1934 р. ) n Між комплексоутворювачем і лігандом виникає донорно-акцепторний зв’язок, на утворення якого ліганди (донори) надають свої неподілені електронні пари, а комплексоутворювач (акцептор) – вакантні орбіталі n Атомні орбіталі, що беруть участь в утворенні зв’язків, піддаються гібридизації, тип якої зумовлюється кількістю, природою та електронною структурою лігандів і яка, в свою чергу, зумовлює геометричну форму комплексу.
Zn 0: 3 d 10 4 s 24 p 0 Zn 2+: 3 d 10 4 s 04 p 0 3 d 4 s 4 p Zn 2+: Zn (NH 3)4 2+ • •
sp 3 • • H 3 N N H 3 • • Zn 2+ N H 3 • • N H 3 2+
d 2 sp 3 4 s 3 d 4 p Cr 3+: Cr(H 2 O)6 3+ • • • •
Тип гібридизації та форма йону
Властивості комплексних йонів n Магнітні властивості комплексу залежать від наявності неспарених електронів. Комплекс виявляє парамагнітні властивості якщо є неспарені електрони, а якщо всі електрони спарені, то комплекс діамагнітний.
Застосування комплексних сполук Комплексні сполуки Гальванічні покриття одержання металів Na 3[Al. F 6] Захист від корозії Аналітична хімія Ліки
Застосування к. с. n В 1969 р. було встановлено, що цис[Pt (NH 3) 2 Cl 2] має чітко виражені протипухлинні властивості, тоді як у його геометричного транс-ізомера вони відсутні.
комплекс хим.ppt