ДЪРЖАВНА ОБРАЗОВАТЕЛНА ИНСТИТУЦИЯ ЗА ВИСШЕ ПРОФЕСИОНАЛНО ОБРАЗОВАНИЕ

"САМАРСКИ ДЪРЖАВЕН УНИВЕРСИТЕТ ПО ТРАНСПОРТИ"

Институт по комуникации в Уфа

Катедра по общообразователни и професионални дисциплини

Резюме на лекцията по дисциплината "Химия"

по темата за: "Сложни връзки"

за студенти 1-ва година

железопътни специалности

всички форми на обучение

съставен от:

Резюме на лекция по дисциплината "Химия" на тема "Комплексни съединения" за студенти 1-ва година от железопътни специалности от всички форми на обучение / съставител:. - Самара: SamGUPS, 2011. - 9 с.

Утвърден на заседание на катедра OiPD на 23 март 2011 г., протокол

Отпечатано с решение на редакционно-издателския съвет на университета.

съставен от:

Рецензенти: гл. Катедра "Обща и инженерна химия" SamGUPS,

доктор на химическите науки, професор;

Доцент в катедрата по обща и неорганична химия, Беларуски държавен университет (Уфа),

Подписано за печат на 07.04.2011г. Формат 60/901/16.

Хартия за писане. Печатът е работещ. Реал. фурна л. 0,6.

Тираж 100. Поръчка No73.

© Самарски държавен транспортен университет, 2011

Съдържанието на Лекционната записка отговаря на състояниетообщообразователния стандарт и изискванията на висшето образование към задължителния минимум от съдържание и ниво на знания на завършилите висше образование в цикъла "Природни науки". Лекцията е представена като продължение Курс лекции по химияза студенти от железопътни специалности от 1-ва година на всички форми на обучение, съставени от персонала на катедра "Обща и инженерна химия"

Лекцията съдържа основните положения на теориите за химичната връзка, стабилността на комплексите, номенклатурата на комплексните съединения, примери за решаване на проблеми. Материалът, представен в лекцията, ще бъде полезна помощ при изучаването на темата "Комплексни връзки" от редовни и задочни студенти и при решаване на контролни задачи от студенти от кореспондентския отдел на всички специалности.

Тази публикация се намира на сайта на института.

Комплексни съединения

Образуването на много химични съединения става в съответствие с валентността на атомите. Такива съединения се наричат ​​прости или съединения от първи ред. В същото време са известни много съединения, чието образуване не може да бъде обяснено въз основа на правилата за валентност. Те се образуват чрез комбиниране на прости съединения. Такива съединения се наричат ​​съединения от по-висок ред, комплексни или координационни съединения. Примери за прости съединения: H2O, NH3, AgCl, CuSO4. Примери за комплексни съединения: AgCl 2NH3, Co (NO3) 3 6NH3, ZnSO4 4H2O, Fe (CN) 3 3KCN, PtCl2 2KCI, PdCl2 2NH3.

Йоните на определени елементи имат способността да прикрепват към себе си полярни молекули или други йони, образувайки сложни комплексни йони. Съединения, които съдържат комплексни йони, които могат да съществуват както в кристал, така и в разтвор, се наричат ​​комплексни съединения. Броят на известните сложни съединения е многократно по-голям от броя на познатите ни прости съединения. Комплексните съединения са известни преди повече от век и половина. Докато се установи естеството на химичната връзка, причините за тяхното образуване, емпиричните формули на съединенията бяха написани, както посочихме в примерите по-горе. През 1893 г. швейцарският химик Алфред Вернер предлага първата теория за структурата на комплексните съединения, наречена координационна теория. Комплексните съединения представляват най-обширния и разнообразен клас неорганични вещества. Към тях принадлежат и много елементоорганични съединения. Изследването на свойствата и пространствената структура на сложните съединения породи нови идеи за природата на химичната връзка.

1. теория на координацията

В молекулата на комплексното съединение се разграничават следните структурни елементи: комплексообразуващият йон, прикрепените частици, координирани около него - лиганди, който заедно с комплексообразователя вътрешна координационна сфера, и останалите частици, включени в външна координационна сфера. Когато комплексните съединения се разтворят, лигандите остават в силна връзка с комплексообразуващия йон, образувайки почти недисоцииращ комплексен йон. Броят на лигандите се нарича координационен номер(c. h.).

Нека разгледаме калиев фероцианид K4, сложно съединение, образувано по време на взаимодействието 4KCN+Fe(CN)2=K4.

При разтваряне комплексното съединение се дисоциира на йони: K4↔4K++4-

Типични комплексообразователи: Fe2+, Fe3+, Co3+, Cr3+, Ag+, Zn2+, Ni2+.

Типични лиганди: Cl-, Br-, NO2-, CN-, NH3, H2O.

Зарядът на комплексообразователя е равен на алгебричната сума на зарядите на съставните му йони, например 4-, x+6(-1)=-4, x=2.

Неутралните молекули, които изграждат сложния йон, влияят върху заряда. Ако цялата вътрешна сфера е изпълнена само с неутрални молекули,

тогава зарядът на йона е равен на заряда на комплексообразователя. И така, за йон 2+ зарядът на медта е x=+2.

Зарядът на комплексния йон е равен на сумата от зарядите на йоните във външната сфера. В K4 зарядът е -4, тъй като във външната сфера има 4K+ и молекулата като цяло е електрически неутрална. Възможно е взаимно заместване на лиганди във вътрешната сфера при запазване на същото координационно число, например Cl2, Cl, . Зарядът на кобалтовия йон е +3.

Номенклатура на комплексните съединения

При съставянето на имената на сложните съединения първо се посочва анионът, а след това в родителния падеж - катионът (подобно на прости съединения: калиев хлорид или алуминиев сулфат). В скоби римска цифра показва степента на окисление на централния атом. Лигандите се наричат ​​както следва: H2O - вода, NH3 - амин, C1- -хлоро-, CN - циано-, SO4 2- - сулфат - и т.н. Нека наречем горните съединения а) AgCl 2NH3, Co (NO3) 3 6NH3, ZnSO4 4H2O; b) Fe (CN)3 3KCN, PtCl2 2KCI; в) PdCl2 2NH3.

Със сложен катион а): диаминсребро(I) хлорид, хексаминкобалт(III) нитрат, тетраквоцинк(P) сулфат.

СЪС комплексен анион б): калиев хексацианоферат (III), калиев тетрахлороплатинат (II).

Комплекс- неелектролит c): дихлордиаминпаладий.

При неелектролитите наименованието се изгражда в именителен падеж и не се посочва степента на окисление на централния атом.

2. Методи за установяване на координационни формули

Съществуват редица методи за установяване на координационните формули на комплексни съединения.

С помощта на двойни обменни реакции. По този начин беше доказана структурата на следните платинови комплексни съединения: PtCl4 ∙ 6NH3, PtCl4 ∙ 4NH3, PtCl4 ∙ 2NH3, PtCl4 ∙ 2KCl.

Ако действате върху разтвора на първото съединение с разтвор на AgNO3, тогава целият съдържащ се в него хлор се утаява под формата на сребърен хлорид. Очевидно и четирите хлоридни йона са във външната сфера и следователно вътрешната сфера се състои само от амонячни лиганди. Така координационната формула на съединението ще бъде Cl4. В съединението PtCl4 ∙ 4NH3 сребърният нитрат утаява само половината от хлора, т.е. само два хлоридни йона са във външната сфера, а останалите два, заедно с четири амонячни молекули, са част от вътрешната сфера, така че координацията формулата има формата Cl2. Разтвор на съединението PtCl4 ∙ 2NH3 не се утаява с AgNO3, това съединение е представено с формулата. И накрая, сребърният нитрат също не утаява AgCl от разтвор на съединението PtCl4 ∙ 2KCl, но чрез обменни реакции може да се установи, че в разтвора има калиеви йони. На тази основа неговата структура е представена с формулата К2.

Според моларната електропроводимост на разредените разтвори. При високо разреждане моларната електрическа проводимост на комплексното съединение се определя от заряда и броя на образуваните йони. За съединения, съдържащи комплексен йон и еднократно заредени катиони или аниони, се прилага следната приблизителна зависимост:

Броят йони, на които се разпада

електролитна молекула

Λ(V), Ohm-1 ∙ cm2 ∙ mol-1

Измерването на моларната електропроводимост Λ(В) в редица комплексни съединения на платината(IV) дава възможност да се съставят следните координационни формули: Cl4 - дисоциира с образуването на пет йона; Cl2 - три йона; - неутрална молекула; К2 - три йона, два от които са калиеви йони. Съществуват редица други физикохимични методи за установяване на координационните формули на комплексни съединения.

3. Тип химична връзка в сложни съединения

а) Електростатични изображения .

Образуването на много комплексни съединения може, в първо приближение, да се обясни с електростатично привличане между централния катион и аниони или полярни лигандни молекули. Наред със силите на привличане съществуват и сили на електростатично отблъскване между еднакво заредени лиганди. В резултат на това се образува стабилна група от атоми (йони), която има минимална потенциална енергия. Комплексообразователят и лигандите се разглеждат като заредени недеформируеми сфери с определени размери. Тяхното взаимодействие се отчита съгласно закона на Кулон. По този начин химическата връзка се счита за йонна. Ако лигандите са неутрални молекули, тогава този модел трябва да вземе предвид йон-диполното взаимодействие на централния йон с молекулата на полярния лиганд. Резултатите от тези изчисления задоволително предават зависимостта на координационното число от заряда на централния йон. С увеличаване на заряда на централния йон силата на комплексните съединения се увеличава, увеличаването на неговия радиус води до намаляване на силата на комплекса, но води до увеличаване на координационното число. С увеличаване на размера и заряда на лигандите, координационното число и стабилността на комплекса намаляват. Първичната дисоциация протича почти напълно, като дисоциацията на силни електролити. Лигандите, разположени във вътрешната сфера, са много по-силно свързани с централния атом и се отделят само в малка степен. Обратимото разпадане на вътрешната сфера на сложно съединение се нарича вторична дисоциация. Например, дисоциацията на Cl комплекса може да бъде записана по следния начин:

Cl→++Cl - първична дисоциация

+↔Ag++2NH3 вторична дисоциация

Обаче простата електростатична теория не е в състояние да обясни селективността (специфичността) на комплексното образуване, тъй като не взема предвид природата на централния атом и лигандите, структурните характеристики на техните електронни обвивки. За да се вземат предвид тези фактори, електростатичната теория беше допълнена поляризиращидеи, според които образуването на комплекси се благоприятства от участието на малки многозарядни катиони на d-елементи като централни атоми, които имат силен поляризиращ ефект, и като лиганди от големи, лесно поляризуеми йони или молекули. В този случай се получава деформация на електронните обвивки на централния атом и лигандите, което води до тяхното взаимно проникване, което води до укрепване на връзките.

б) Методът на валентните връзки.

При метода на валентните връзки се приема, че централният атом на комплексообразователя трябва да има свободни орбитали за образуване на ковалентни връзки с лиганди, чийто брой определя максималната стойност на ефективността на комплексообразователя. В този случай възниква ковалентна σ-връзка, когато свободната орбитала на атома на комплексообразуващия агент се припокрие със запълнени донорни орбитали, т.е. съдържащи несподелени двойки електрони. Тази връзка се нарича координационна връзка.

Пример1. Комплексният йон 2+ има тетраедрична структура. Какви орбитали на комплексообразователя се използват за образуване на връзки с молекулите на NH3?

Решение. Тетраедричната структура на молекулите е характерна за образуването на sp3 хибридни орбитали.

Пример 2. Защо комплексният йон + има линейна структура?

Решение. Линейната структура на този йон е следствие от образуването на две хибридни sp-орбитали от Cu+ йона, които приемат електронни двойки NH3.

Пример3. Защо йонът е 2-парамагнитен и 2-диамагнитен?

Решение. Cl - йони взаимодействат слабо с Ni2+ йони. Електронни двойки хлор влизат в орбиталите на следващия свободен слой с n=4. В този случай 3d електроните на никела остават несдвоени, което причинява 2-парамагнетизма.

В 2- поради dsp2 хибридизация се получава електронно сдвояване и йонът е диамагнитен

в) Теория на кристалното поле.

Теорията на кристалното поле разглежда електростатичното взаимодействие между положително заредени комплексообразуващи метални йони и несподелени електронни двойки лиганди. Под въздействието на полето на лиганда d-нивата на йона на преходния метал се разделят. Обикновено има две конфигурации на сложните йони - октаедрични и тетраедрични. Стойността на енергията на разцепване зависи от природата на лигандите и от конфигурацията на комплексите. Популацията на разделени d-орбити с електрони се извършва в съответствие с правилото на Хунд, а йоните OH-, F-, Cl - и молекулите H2O, NO са слаби полеви лиганди, а йоните CN-, NO2- и CO молекулата са силни полеви лиганди, които значително разделят d нивата на комплексообразуващия агент. Дадени са схеми на разделяне на d-нива в октаедричните и тетраедричните полета на лигандите.

Пример1.Начертайте разпределението на титановите електрони в октаедричния 3+ комплексен йон.

Решение. Йонът е парамагнитен в съответствие с факта, че има един несдвоен електрон, локализиран върху Ti3+ йона. Този електрон заема една от трите изродени dε орбитали.

Когато светлината се абсорбира, преходът на електрон от dε- към dy-ниво е възможен. Наистина, йонът 3+, който има един електрон в dε орбиталата, абсорбира светлина с дължина на вълната λ=4930Å. Това кара разредените разтвори на Ti3+ соли да станат лилави в допълнение към абсорбирания. Енергията на този електронен преход може да се изчисли от съотношението

https://pandia.ru/text/78/151/images/image002_7.png" width="50" height="32 src=">; E=40 kcal/g йон = 1,74 eV = 2, 78∙10 -12 erg/ion Замествайки във формулата за изчисляване на дължината на вълната, получаваме

DIV_ADBLOCK332">

Константата на равновесието в този случай се нарича константа на нестабилност на комплексния йон https://pandia.ru/text/78/151/images/image005_2.png" width="200" height="36 src="> 2.52∙ 10-3 g∙ion/l и следователно =10,1∙10-3 mol/l.

Пример2. Определете степента на дисоциация на комплексния йон 2+ в 0,1 моларен разтвор на SO4.

Решение.Нека означим концентрацията на , образувана при дисоциацията на комплексния йон, чрез x. След това \u003d 4x и 2 + \u003d (0,1- x) mol / l. Нека заместим равновесните концентрации на компонентите в уравнението Защото х<<0,1, то 0,1–х ≈ 0,1. Тогда 2,6∙10-11=256х5, х=2,52∙10-3 моль/л и степень диссоциации комплексного иона

α=2,52∙10-3/0,1=0,025=2,5%.

1., Яковлев Инструкции за извършване на лабораторна работа по химия за студенти от всички специалности на редовно обучение. - Самара: SamGUPS, 2009. - 46 с.

2., Химия: контролни задачи за студенти - задочни студенти от всички специалности. - Самара: СамГУПС, 2008. - 100 с.

3., M Курс от лекции по химия за студенти от първа година на железопътни специалности от всички форми на обучение. Самара: SamGUPS, 2005. - 63 с.

4., Резницки и упражнения по обща химия: Учебник - 2-ро изд. - М .: Издателство на Москва. ун-та, 1985. С.60-68.

5. Химия на Глинка: Учебник за университети / Изд. . - изд. 29-ти, ревизиран - М .: Интеграл-Прес, 2002. С. 354-378.

6. L Задачи и упражнения по обща химия: Учебник за ВУЗ / Под. изд. И – М.: Кнорус, 2011.- С.174-187.

7. Коровин химия: Учебник за технически. направления и спец университети-6-то изд., Рев.-М .: Висш. училище, 2006. С.71-82

При разглеждането на видовете химични връзки беше отбелязано, че привличащите сили възникват не само между атомите, но и между молекулите и йоните. Такова взаимодействие може да доведе до образуването на нови, по-сложни комплексни (или координационни) съединения.

Изчерпателнаса съединения, които имат агрегати от атоми (комплекси) във възлите на кристалната решетка, способни да съществуват самостоятелно в разтвор и притежаващи свойства, различни от свойствата на съставните им частици (атоми, йони или молекули).

В молекулата на сложно съединение (например K 4 ) се разграничават следните структурни елементи: йон- комплексообразовател (за даден Fe комплекс), прикрепените частици, координирани около него, са лиганди или добавки (CN -), които заедно с комплексообразуващия агент вътрешна координационна сфера (4-) и други частици, включени в външна координационна сфера (К+). Когато комплексните съединения се разтворят, лигандите остават в силна връзка с комплексообразуващия йон, образувайки почти недисоцииращ комплексен йон. Броят на лигандите се нарича координационен номер (в случай на К 4 координационното число е 6). Координационното число се определя от природата на централния атом и лигандите и също така съответства на най-симетричната геометрична конфигурация: 2 (линейна), 4 (тетраедрична или квадратна) и 6 (октаедрична конфигурация).

Типичните комплексообразователи са катиони: Fe 2+, Fe 3+, Co 3+, Co 2+, Cu 2+, Ag +, Cr 3+, Ni 2+ Способността за образуване на комплексни съединения е свързана с електронната структура на атоми. Особено лесни за образуване сложни йони са елементи от d-семейството, например: Ag +, Au +, Cu 2+, Hg 2+, Zn 2+, Fe 2+, Cd 2+, Fe 3+, Co 3+ , Ni 2+, Pt 2+, Pt 4+ и др. Комплексообразователите могат да бъдат Al 3+ и някои неметали, например Si и B.

Лигандите могат да служат като заредени йони: F -, OH -, NO 3 -, NO 2 -, Cl -, Br -, I -, CO 3 2-, CrO 4 2-, S 2 O 3 2-, CN -, PO 4 3- и други, и електрически неутрални полярни молекули: NH 3, H 2 O, PH 3, CO и др. Ако всички лиганди на комплексообразователя са еднакви, тогава комплексът хомогенна връзка, например С12; ако лигандите са различни, тогава съединението разнородни, например Cl. Между комплексообразователя и лигандите обикновено се установяват координационни (донорно-акцепторни) връзки. Те се образуват в резултат на припокриването на лигандните орбитали, запълнени с електрони, от свободните орбитали на централния атом. В комплексните съединения донорът е комплексообразователят, а акцепторът е лигандът.

Броят на химичните връзки между комплексообразователя и лигандите определя координационното число на комплексообразувателя. Характерни координационни числа: Cu +, Ag +, Au + = 2; Cu 2+, Hg 2+, Pb 2+, Pt 2+, Pd 2+ =4; Ni 2+, Ni 3+, Co 3+, A1 3+ = 4 или 6; Fe 2+ , Fe 3+ , Pt 4+ , ​​​​Pd 4+ , ​​​​Ti 4+ , ​​​​Pb 4+ , ​​​​Si 4+ =6.

Зарядът на комплексообразователя е равен на алгебричната сума на зарядите на съставните му йони, например: 4-, х + 6(-1) = 4-; х=2.

Неутралните молекули, които изграждат сложния йон, не влияят на заряда. Ако цялата вътрешна сфера е запълнена само с неутрални молекули, тогава зарядът на йона е равен на заряда на комплексообразователя. И така, йонът 2+ има заряд на медта x = 2+. Зарядът на комплексния йон е равен на зарядите на йоните във външната сфера. В K 4 зарядът е -4, тъй като във външната сфера има 4 K + катиони и молекулата като цяло е електрически неутрална.

Лигандите във вътрешната сфера могат да се заменят взаимно, като същевременно поддържат същото координационно число.

Класификация и номенклатура на комплексни съединения. СЪС гледни точки заряд на сложна частица Всички комплексни съединения могат да бъдат разделени на катионни, анионни и неутрални.

Катионни комплекси образуват метални катиони, координиращи неутрални или анионни лиганди около себе си, и общият заряд на лигандите е по-малък по абсолютна стойност от степента на окисление на комплексообразуващия агент, например Cl3. Катионните комплексни съединения, в допълнение към хидроксокомплексите и солите, могат да бъдат киселини, например Н - хексафлуороантимонова киселина.

IN анионни комплекси , напротив, броят на анионните лиганди е такъв, че общият заряд на комплексния анион е отрицателен, например, . IN анионни комплексихидроксидните аниони действат като лиганди хидроксокомплекси (например Na 2 - калиев тетрахидроксоцинкат), или аниони на киселинни остатъци са ацидокомплекси(например K 3 - калиев хексацианоферат (III)) .

Неутрални комплекси може да бъде от няколко типа: комплекс от неутрален метален атом с неутрални лиганди (например Ni (CO) 4 - никелов тетракарбонил, [Cr (C 6 H 6) 2] - дибензенхром). В неутрални комплекси от друг тип зарядите на комплексообразователя и лигандите се балансират взаимно (например хексааминплатинов (IV) хлорид, тринитротриаминкобалт).

Комплексните съединения могат да бъдат класифицирани природата на лиганда.Сред съединенията с неутрални лиганди се разграничават аквакомплекси, амониати и метални карбонили. Наричат ​​се сложни съединения, съдържащи водни молекули като лиганди аквакомплекси . Когато дадено вещество кристализира от разтвор, катионът улавя някои от водните молекули, които влизат в кристалната решетка на солта. Такива вещества се наричат кристални хидрати,напр. A1C1 3 · 6H 2 O. Повечето кристални хидрати са водни комплекси, така че те са по-точно изобразени като комплексна сол ([A1(H 2 O) 6] C1 3 - хексааква алуминиев хлорид). Нар. комплексни съединения с амонячни молекули като лиганд амоняк например C14-хексааминплатинов (IV) хлорид. метални карбонили се наричат ​​комплексни съединения, в които молекулите на въглероден оксид (II) служат като лиганди, например желязо пентакарбонил, никел тетракарбонил.

Известни са комплексни съединения с два комплексни йона в молекулата, за които е налице явлението координационна изомерия, което е свързано с различно разпределение на лигандите между комплексообразователите, например: - хексанитрокобалтат (III) хексаамин никел (III).

При компилиране имена на сложно съединение се прилагат следните правила:

1) ако съединението е сложна сол, тогава първо се нарича анионът в именителния случай, а след това катионът в родителния случай;

2) при назоваване на сложен йон първо се посочват лигандите, след това комплексообразователят;

3) молекулярните лиганди съответстват на имената на молекулите (с изключение на вода и амоняк, термините "аква"И "амин");

4) окончанието - o се добавя към анионните лиганди, например: F - - флуоро, C1 - - хлоро, O 2 - - оксо, CNS - - родан, NO 3 - - нитрато, CN - - циано, SO 4 2- - сулфат, S 2 O 3 2- - тиосулфат, CO 3 2- - карбонат, RO 4 3- - фосфат, OH - - хидроксо;

5) Гръцките цифри се използват за обозначаване на броя на лигандите: 2 - ди-, 3 –три-, 4 –тетра-, 5 –пента-, 6 –хекса-;

6) ако комплексният йон е катион, тогава за името на комплексообразователя се използва руското наименование на елемента, ако анионът е латински;

7) след името на комплексообразователя римска цифра в скоби показва степента му на окисление;

8) в неутрални комплекси името на централния атом е дадено в именителния падеж и неговото състояние на окисление не е посочено.

Свойства на комплексни съединения.Химичните реакции, включващи сложни съединения, се разделят на два вида:

1) външна сфера - по време на техния поток сложната частица остава непроменена (обменни реакции);

2) вътрешносферни - по време на техния ход настъпват промени в степента на окисление на централния атом, в структурата на лигандите или промени в координационната сфера (намаляване или увеличаване на координационното число).

Едно от най-важните свойства на комплексните съединения е тяхната дисоциация във водни разтвори. Повечето водоразтворими йонни комплекси са силни електролити, те се дисоциират на външна и вътрешна сфера: K 4 ↔ 4K + + 4 - .

Комплексните йони са доста стабилни слаби електролити, поетапно отделяне на лигандите във воден разтвор:

4 - ↔ 3- +CN - (броят на стъпките е равен на броя на лигандите).

Ако общият заряд на частица от сложно съединение е нула, тогава имаме молекула неелектролит,Например .

При обменните реакции сложните йони преминават от едно съединение в друго, без да променят състава си. Електролитната дисоциация на сложните йони се подчинява на закона за масовото действие и се характеризира количествено с константа на дисоциация, която се нарича константи на нестабилност K n. Колкото по-ниска е константата на нестабилност на комплекса, толкова по-малко се разлага на йони, толкова по-стабилно е това съединение. В съединения, характеризиращи се с високо K n, сложните йони са нестабилни, т.е. те практически отсъстват в разтвора, такива съединения са двойни соли . Разликата между типичните представители на сложни и двойни соли е, че последните се дисоциират с образуването на всички йони, които съставят тази сол, например: KA1 (SO 4) 2 ↔ K + + A1 3+ + 2SO 4 2- ( двойна сол);

K ↔ 4K + + 4- (комплексна сол).

Комплексни съединения

Урок-лекция 11 клас

Урокът, представен за състезанието „Отивам на урока“, прекарвам в 11-ти биологичен и химичен клас, където 4 часа седмично са разпределени за изучаване на химия.

Взех темата „Комплексни съединения”, първо, защото тази група вещества е от изключително голямо значение в природата; второ, много USE задачи включват концепцията за сложни съединения; трето, учениците от този клас избират професии, свързани с химията и в бъдеще ще се срещнат с група сложни съединения.

Мишена.Формират представа за състава, класификацията, структурата и основната номенклатура на комплексните съединения; разгледайте техните химични свойства и покажете значението; разширяват разбирането на учениците за разнообразието от вещества.

Оборудване.Образци на комплексни съединения.

План на урока

I. Организационен момент.

II. Изучаване на нов материал (лекция).

III. Обобщаване и поставяне на домашна работа.

План на лекцията

1. Разнообразие от вещества.

2. Координационната теория на А. Вернер.

3. Строеж на комплексни съединения.

4. Класификация на комплексните съединения.

5. Естеството на химичната връзка в комплексните съединения.

6. Номенклатура на комплексните съединения.

7. Химични свойства на комплексните съединения.

8. Значението на комплексните съединения.

ПО ВРЕМЕ НА ЗАНЯТИЯТА

I. Организационен момент

II. Учене на нов материал

Разнообразие от вещества

Светът на веществата е разнообразен и вече сме запознати с групата вещества, които принадлежат към сложните съединения. Тези вещества се изучават от 19 век, но беше трудно да се разбере тяхната структура от гледна точка на съществуващите идеи за валентността.

Координационната теория на А. Вернер

През 1893 г. швейцарският неорганичен химик Алфред Вернер (1866–1919) формулира теория, която прави възможно разбирането на структурата и някои свойства на сложните съединения и т.нар. теория на координацията*.Следователно комплексните съединения често се наричат ​​координационни съединения.

Съединенията, които включват сложни йони, които съществуват както в кристал, така и в разтвор, се наричат ​​комплексни или координационни.

Структурата на комплексните съединения

Според теорията на Вернер централната позиция в комплексните съединения обикновено се заема от метален йон, който се нарича централен йон или комплексообразовател.

Комплексообразовател -частица (атом, йон или молекула), която координира (разполага) около себе си други йони или молекули.

Комплексообразователят обикновено има положителен заряд, т.е д-елемент, проявява амфотерни свойства, има координационно число 4 или 6. Молекули или киселинни остатъци - лиганди (аденди) са разположени (координират) около комплексообразователя.

Лиганди -частици (молекули и йони), координирани от комплексообразуващия агент и имащи директни химични връзки с него (например йони: Cl-, I-, NO3-, OH-; неутрални молекули: NH3, H2O, CO ).

Лигандите не са свързани един с друг, тъй като между тях действат сили на отблъскване. Когато молекулите са лиганди, е възможно молекулярно взаимодействие между тях. Координацията на лигандите около комплексообразуващия агент е характерна черта на комплексните съединения (фиг. 1).

Координационен номер -е броят на химичните връзки, които комплексообразуващият агент образува с лигандите.

Ориз. 2. Тетраедрична структура на йона -

Стойността на координационното число на комплексообразуващия агент зависи от неговата природа, степен на окисление, естество на лигандите и условията (температура, концентрация), при които протича реакцията на комплексообразуване. Координационното число може да има стойности от 2 до 12. Най-често срещаните са координационните числа 4 и 6. За координационното число 4 структурата на сложните частици може да бъде тетраедрична (фиг. 2) и под формата на плоска квадрат (фиг. 3). Комплексните съединения с координационно число 6 имат октаедрична структура 3– (фиг. 4).

Ориз. 4. Йон 3 - октаедрична структура

Комплексообразуващият агент и заобикалящите го лиганди представляват интериора на комплекса.Частица, състояща се от комплексообразуващ агент и околните лиганди, се нарича комплексен йон. При изобразяване на сложни съединения вътрешната сфера (комплексен йон) е ограничена с квадратни скоби. Останалите компоненти на комплексното съединение се намират в външна сфера(фиг. 5).

Общият заряд на йоните на външната сфера трябва да бъде равен по стойност и противоположен по знак на заряда на комплексния йон:

Класификация на комплексни съединения

Голямото разнообразие от сложни съединения и техните свойства не позволява създаването на единна класификация. Веществата обаче могат да бъдат групирани според някои индивидуални характеристики.

1) По състав.

2) Според вида на координираните лиганди.

а) Аквакомплекси- това са сложни катиони, в които молекулите на H 2 O са лиганди, Те се образуват от метални катиони със степен на окисление +2 или повече, а способността за образуване на аква комплекси в метали от една група на периодичната система намалява отгоре до отдолу.

Примери за аква комплекси:

Cl3, (NO3)3.

б) Хидроксокомплексиса комплексни аниони, в които лигандите са хидроксидни йони OH - . Комплексообразователите са метали, склонни към проява на амфотерни свойства - Be, Zn, Al, Cr.

Например: Na, Ba.

V) Амонякса сложни катиони, в които NH3 молекулите са лиганди. Комплексообразуващите агенти са д- елементи.

Например: SO 4 , Cl.

G) ацидокомплексиса комплексни аниони, в които лигандите са аниони на неорганични и органични киселини.

Например: K 3 , Na 2 , K 4 .

3) Чрез заряда на вътрешната сфера.

Естеството на химичната връзка в сложните съединения

Във вътрешната сфера има ковалентни връзки между комплексообразователя и лигандите, които също се образуват по донорно-акцепторния механизъм. За образуването на такива връзки е необходимо наличието на свободни орбитали в някои частици (налични в комплексообразователя) и несподелени електронни двойки в други частици (лиганди). Ролята на донор (доставчик на електрони) играе лигандът, а акцепторът, който приема електрони, е комплексообразователят. Донорно-акцепторната връзка възниква в резултат на припокриването на свободните валентни орбитали на комплексообразователя със запълнените донорни орбитали.

Между външната и вътрешната сфера има йонна връзка. Да вземем пример.

Електронната структура на берилиевия атом:

Електронната структура на берилиевия атом във възбудено състояние:

Електронната структура на берилиевия атом в комплексния йон 2–:

Пунктираните стрелки показват флуорни електрони; две от четирите връзки се образуват по донорно-акцепторния механизъм. В този случай атомът Be е акцептор, а флуорните йони са донори, техните свободни електронни двойки запълват хибридизирани орбитали ( sp 3 - хибридизация).

Номенклатура на комплексните съединения

Най-разпространена е номенклатурата, препоръчана от IUPAC. Име комплексен анионзапочва с обозначаването на състава на вътрешната сфера: броят на лигандите се обозначава с гръцки цифри: 2-ди, 3-три, 4-тетра, 5-пента, 6-хекса и т.н., последвани от имената на лигандите, към които се добавя свързващата гласна “о” »: Cl - - хлоро-, CN - - циано-, OH - - хидроксо- и др. Ако комплексообразователят има променлива степен на окисление, тогава степента му на окисление се посочва в скоби с римски цифри, а името му с наставката -at: Zn - цинк при, Fe – фер при(III), Au - aur при(III). Фамилното име е катионът на външната сфера в родителен падеж.

K 3 - калиев хексацианоферат (III),

K 4 - калиев хексацианоферат (II),

K 2 - калиев тетрахидроксоцинкат.

Имена на съединения, съдържащи сложен катион, са изградени от имената на анионите на външната среда, след което се посочва броят на лигандите, дава се латинското наименование на лиганда (молекула амоняк NH 3 - амин, молекула вода H 2 O - вода от латинското име вода) и руското наименование на комплексообразуващия елемент; римската цифра в скоби показва степента на окисление на комплексообразуващия елемент, ако тя е променлива. Например:

SO 4 - тетраамин меден (II) сулфат,

Cl 3 - хексааква алуминиев хлорид.

Химични свойства на комплексни съединения

1. В разтвор комплексните съединения се държат като силни електролити; напълно се дисоциират на катиони и аниони:

Cl 2 \u003d Pt (NH 3) 4] 2+ + 2Cl -,

K 2 \u003d 2K + + 2–.

Дисоциацията от този тип се нарича първична.

Вторичната дисоциация е свързана с отстраняването на лигандите от вътрешната сфера на комплексния йон:

2– PtCl 3 – + Cl – .

Вторичната дисоциация протича на стъпки: комплексните йони ( 2–) са слаби електролити.

2. Под действието на силни киселини хидроксокомплексите се разрушават, например:

а) с липса на киселина

Na 3 + 3HCl \u003d 3NaCl + Al (OH) 3 + 3H 2 O;

б) с излишък на киселина

Na 3 + 6HCl \u003d 3NaCl + AlCl 3 + 6H 2 O.

3. Нагряването (термолиза) на всички амоняци води до тяхното разлагане, например:

SO 4 CuSO 4 + 4NH 3.

Стойността на комплексните съединения

Координационните съединения са изключително важни в природата. Достатъчно е да се каже, че почти всички ензими, много хормони, лекарства, биологично активни вещества са сложни съединения. Например хемоглобинът в кръвта, благодарение на който кислородът се пренася от белите дробове към тъканните клетки, е сложно съединение, съдържащо желязо (фиг. 6), а хлорофилът, отговорен за фотосинтезата в растенията, е сложно магнезиево съединение (фиг. 7) .

Значителна част от естествените минерали, включително полиметални руди и силикати, също се състои от координационни съединения. Освен това химичните методи за извличане на метали от руди, по-специално мед, волфрам, сребро, алуминий, платина, желязо, злато и други, също са свързани с образуването на лесно разтворими, нискотопими или летливи комплекси. Например: Na 3 - криолит, KNa 3 4 - нефелин (минерали, сложни съединения, съдържащи алуминий).

Съвременната химическа промишленост широко използва координационните съединения като катализатори при синтеза на макромолекулни съединения, при химическата обработка на нефт и при производството на киселини.

III. Обобщаване и поставяне на домашна работа

Домашна работа.

1) Подгответе се за лекция за практически урок на тема: „Комплексни съединения“.

2) Дайте писмено описание на следните сложни съединения по структура и класифициране според техните характеристики:

K 3, (NO 3) 3, Na 2, OH.

3) Напишете уравненията на реакциите, с които можете да извършите трансформации:

* За откриването на тази нова област на науката А. Вернер е удостоен с Нобелова награда през 1913 г.

Съединения от типа BF 3, CH 4, NH 3, H 2 O, CO 2 и др., В които елементът проявява обичайната си максимална валентност, се наричат ​​валентно наситени съединения или съединения от първи ред. Когато съединенията от първи ред взаимодействат едно с друго, се образуват съединения от по-висок ред. ДА СЕ съединения от по-висок редвключват хидрати, амониати, продукти на присъединяване на киселини, органични молекули, двойни соли и много други Примери за образуване на комплексни съединения:

PtCl 4 + 2KCl \u003d PtCl 4 ∙ 2KCl или K 2

CoCl 3 + 6NH 3 \u003d CoCl 3 ∙ 6NH 3 или Cl 3.

А. Вернер въведе в химията идеи за съединения от по-висок порядък и даде първото определение на понятието сложно съединение. Елементите след насищане на обикновените валенции са в състояние да покажат допълнителна валентност - координиране. Благодарение на координационната валентност се образуват съединения от по-висок порядък.

Комплексни съединения – сложни вещества, които могат да бъдат изолирани централен атом(комплексообразуващ агент) и свързани молекули и йони - лиганди.

Централният атом и лигандите се образуват комплекс (вътрешна сфера),който при изписване на формулата на сложно съединение се огражда в квадратни скоби. Броят на лигандите във вътрешната сфера се нарича координационен номер.Молекули и йони, заобикалящи сложната форма външна сфера.Пример за комплексна сол на калиев хексацианоферат (III) K 3 (т.нар. червена кръвна сол).

Централните атоми могат да бъдат йони на преходни метали или атоми на някои неметали (P, Si). Лигандите могат да бъдат халогенни аниони (F -, Cl -, Br -, I -), OH -, CN -, CNS -, NO 2 - и други, неутрални молекули H 2 O, NH 3, CO, NO, F 2, Cl 2, Br 2, I 2, хидразин N 2 H 4, етилендиамин NH 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2 и др.

Координационна валентност(CV) или координационен номер - броя на местата във вътрешната сфера на комплекса, които могат да бъдат заети от лиганди. Координационното число обикновено е по-голямо от степента на окисление на комплексообразуващия агент, в зависимост от природата на комплексообразуващия агент и лигандите. Комплексните съединения с координационни валентности 4, 6 и 2 са по-често срещани.

Координационен капацитет на лиганда – броя на местата във вътрешната сфера на комплекса, заети от всеки лиганд.За повечето лиганди координационният капацитет е един, по-рядко 2 (хидразин, етилендиамин) и повече (EDTA - етилендиаминтетраацетат).

Комплексно зарежданетрябва да бъде числено равен на общия заряд на външната сфера и противоположен по знак, но има и неутрални комплекси. Степента на окисление на комплексообразователяравен и противоположен по знак на алгебричната сума на зарядите на всички други йони.

Систематични имена на комплексни съединениясе образуват, както следва: първо, анионът се нарича в именителен падеж, след това отделно в родителен падеж - катионът. Лигандите в комплекса са изброени заедно в следния ред: а) анионни; б) неутрален; в) катионен. Анионите са изброени в реда H - , O 2- , OH - , прости аниони, многоатомни аниони, органични аниони - по азбучен ред. Неутралните лиганди се наричат ​​същите като молекулите, с изключение на H 2 O (аква) и NH 3 (амин); отрицателно заредените йони добавят свързващата гласна " О". Броят на лигандите се обозначава с префикси: ди-, три, тетра-, пента-, хекса-и т.н. Окончанието за анионни комплекси е "- при" или "- нов", ако се нарича киселината; няма типични окончания за катионни и неутрални комплекси.

H - водород тетрахлороаурат (III)

(OH) 2 - тетрааминмеден (II) хидроксид

Cl 4 - хексааминплатинов (IV) хлорид

– тетракарбонилов никел

– хексацианоферат (III) на хексааминкобалт (III)

Класификация на комплексни съединениявъз основа на различни принципи:

Чрез принадлежност към определен клас съединения:

- комплексни киселини– H2, H2;

- комплексни основи- (ОН) 2;

- комплексни соли- Li 3, Cl 2.

По естеството на лигандите:

- аквакомплекси(водата е лиганда) - SO 4 ∙ H 2 O, [Co (H 2 O) 6] Cl 2;

- амоняк(комплекси, в които амонячните молекули служат като лиганди) - [Сu(NH 3) 4 ]SO 4, Cl;

- ацидокомплекси(оксалатни, карбонатни, цианидни, халогенидни комплекси, съдържащи аниони на различни киселини като лиганди) - K 2, K 4;

- хидроксокомплекси(съединения с ОН групи под формата на лиганди) - K 3 [Al (OH) 6];

- хелатираниили циклични комплекси(би- или полидентатен лиганд и централният атом образуват цикъл) - комплекси с аминооцетна киселина, EDTA; хелатите включват хлорофил (комплексообразуващ агент - магнезий) и хемоглобин (комплексообразуващ агент - желязо).

По знака на заряда на комплекса: катионен, анионен, неутраленкомплекси.

Специална група съставляват хиперкомплексните съединения. При тях броят на лигандите надвишава координационната валентност на комплексообразователя. И така, в съединението CuSO 4 ∙ 5H 2 O, медта има координационна валентност от четири и четири водни молекули са координирани във вътрешната сфера, петата молекула се присъединява към комплекса с помощта на водородни връзки: SO 4 ∙ H 2 O.

Лигандите са свързани с централния атом донорно-акцепторна връзка.Във воден разтвор комплексните съединения могат да се дисоциират, за да образуват комплексни йони:

Cl ↔ + + Cl –

В малка степен има дисоциация на вътрешната сфера на комплекса:

+ ↔ Ag + + 2NH 3

Мярката за силата на комплекса е комплексна константа на нестабилност:

K гнездо + \u003d C Ag + ∙ C2 NH 3 / C Ag (NH 3) 2] +

Вместо константата на нестабилност, понякога те използват реципрочната стойност, наречена константа на стабилност:

K уста \u003d 1 / K гнездо

В умерено разредени разтвори на много сложни соли съществуват както сложни, така и прости йони. По-нататъшното разреждане може да доведе до пълно разлагане на сложни йони.

Според прост електростатичен модел на W. Kossel и A. Magnus, взаимодействието между комплексообразуващ агент и йонни (или полярни) лиганди се подчинява на закона на Кулон. Стабилен комплекс се получава, когато силите на привличане към ядрото на комплекса балансират силите на отблъскване между лигандите. Силата на комплекса се увеличава с увеличаване на ядрения заряд и намаляване на радиуса на комплексообразователя и лигандите. Електростатичният модел е много илюстративен, но не е в състояние да обясни съществуването на комплекси с неполярни лиганди и комплексообразуващ агент в нулево състояние на окисление; какво определя магнитните и оптичните свойства на съединенията.

Ясен начин за описване на комплексни съединения е методът на валентните връзки (MBS), предложен от Полинг. Методът се основава на редица разпоредби:

Връзката между комплексообразователя и лигандите е донорно-акцепторна. Лигандите осигуряват електронни двойки, а ядрото на комплекса осигурява свободни орбитали. Мярка за силата на връзката е степента на орбитално припокриване.

Орбиталите на централния атом, участващи в образуването на връзки, претърпяват хибридизация. Видът на хибридизацията се определя от броя, природата и електронната структура на лигандите. Хибридизацията на електронните орбитали на комплексообразуващия агент определя геометрията на комплекса.

Допълнителното укрепване на комплекса се дължи на факта, че наред с σ-връзките могат да възникнат и π-връзки.

Магнитните свойства, проявявани от комплекса, се обясняват на базата на заетостта на орбиталите. В присъствието на несдвоени електрони комплексът е парамагнитен. Сдвояването на електрони определя диамагнетизма на комплексното съединение.

MVS е подходящ за описание само на ограничен кръг от вещества и не обяснява оптичните свойства на комплексните съединения, тъй като не отчита възбудени състояния.

По-нататъшно развитие на електростатичната теория на квантово-механична основа е теорията на кристалното поле (TCF). Според TCP връзката между ядрото на комплекса и лигандите е йонна или йонно-диполна. TCP обръща основно внимание на отчитането на тези промени, които настъпват в комплексообразователя под въздействието на лигандното поле (разделяне на енергийните нива). Концепцията за енергийно разделяне на комплексообразуващ агент може да се използва за обяснение на магнитните свойства и цвета на комплексните съединения.

TCP е приложим само за комплексни съединения, в които комплексообразуващият агент ( д-елемент) има свободни електрони и не взема предвид частично ковалентния характер на връзката комплексообразуващ агент-лиганд.

Методът на молекулярната орбита (MMO) взема под внимание подробната електронна структура не само на комплексообразуващия агент, но и на лигандите. Комплексът се разглежда като единна квантово-механична система. Валентните електрони на системата са разположени в многоцентрови молекулни орбитали, покриващи ядрата на комплексообразователя и всички лиганди. Според MMO, увеличаването на енергията на разделяне се дължи на допълнителното укрепване на ковалентната връзка поради π-свързване.

Комплексни съединения

Резюме на лекцията

цели.Формиране на представи за състава, структурата, свойствата и номенклатурата на комплексните съединения; развиват умения за определяне на степента на окисление на комплексообразовател, съставяне на уравнения за дисоциация на комплексни съединения.
Нови концепции:комплексно съединение, комплексообразовател, лиганд, координационно число, външна и вътрешна сфера на комплекса.
Оборудване и реактиви.Стойка с епруветки, концентриран разтвор на амоняк, разтвори на меден (II) сулфат, сребърен нитрат, натриев хидроксид.

ПО ВРЕМЕ НА ЗАНЯТИЯТА

Лабораторен опит. Добавете разтвор на амоняк към разтвор на меден (II) сулфат. Течността ще придобие интензивен син цвят.

Какво стана? Химическа реакция? Досега не знаехме, че амонякът може да реагира със сол. Какво вещество се е образувало? Каква е неговата формула, структура, име? Към кой клас съединения принадлежи? Може ли амонякът да реагира с други соли? Има ли връзки, подобни на тази? На тези въпроси трябва да отговорим днес.

За да изучим по-добре свойствата на някои съединения на желязото, медта, среброто, алуминия, се нуждаем от познания за сложните съединения.

Нека продължим нашия опит. Полученият разтвор се разделя на две части. Нека добавим алкали към една част. Не се наблюдава утаяване на меден (II) хидроксид Cu (OH) 2, следователно в разтвора няма двойно заредени медни йони или има твърде малко от тях. От това можем да заключим, че медните йони взаимодействат с добавения амоняк и образуват някои нови йони, които не дават неразтворимо съединение с OH - йони.

В същото време йоните остават непроменени. Това може да се види чрез добавяне на разтвор на бариев хлорид към разтвора на амоняк. Веднага ще изпадне бяла утайка от BaSO 4 .

Изследванията установяват, че тъмносиният цвят на амонячния разтвор се дължи на наличието в него на сложни 2+ йони, образувани от прикрепването на четири амонячни молекули към медния йон. Когато водата се изпари, 2+ йони се свързват с йони и от разтвора се отделят тъмносини кристали, чийто състав се изразява с формулата SO 4 H 2 O.

Комплексните съединения са съединения, които съдържат сложни йони и молекули, които могат да съществуват както в кристална форма, така и в разтвори.

Формулите на молекулите или йоните на комплексните съединения обикновено се ограждат в квадратни скоби. Комплексните съединения се получават от конвенционални (некомплексни) съединения.

Примери за получаване на комплексни съединения

Структурата на сложните съединения се разглежда въз основа на координационната теория, предложена през 1893 г. от швейцарския химик Алфред Вернер, носител на Нобелова награда. Научната му дейност протича в Цюрихския университет. Ученият синтезира много нови комплексни съединения, систематизира известни и новополучени комплексни съединения и разработва експериментални методи за доказване на тяхната структура.

А. Вернер (1866–1919)

В съответствие с тази теория се разграничават сложни съединения комплексообразовател, външенИ вътрешна сфера. Комплексообразувателят обикновено е катион или неутрален атом. Вътрешната сфера е изградена от определен брой йони или неутрални молекули, които са здраво свързани с комплексообразуващия агент. Те се наричат лиганди. Броят на лигандите определя координационен номер(KN) комплексообразовател.

Пример за сложно съединение

Разгледано в примера, съединението SO 4 H 2 O или CuSO 4 5H 2 O е кристален хидрат на меден (II) сулфат.

Нека дефинираме съставните части на други комплексни съединения, например K 4 .
(справка.Веществото с формула HCN е циановодородна киселина. Солите на циановодородната киселина се наричат ​​цианиди.)

Комплексообразователят е железен йон Fe 2+, лигандите са цианидни йони CN - , координационното число е шест. Всичко написано в квадратни скоби е вътрешната сфера. Калиевите йони образуват външната сфера на комплексното съединение.

Природата на връзката между централния йон (атом) и лигандите може да бъде двойна. От една страна, връзката се дължи на силите на електростатичното привличане. От друга страна, между централния атом и лигандите връзка може да се образува по донорно-акцепторния механизъм по аналогия с амониевия йон. В много комплексни съединения връзката между централния йон (атом) и лигандите се дължи както на силите на електростатично привличане, така и на връзката, образувана поради несподелените електронни двойки на комплексообразуващия агент и свободните орбитали на лигандите.

Комплексните съединения с външна сфера са силни електролити и във водни разтвори се дисоциират почти напълно на сложен йон и йони външна сфера. Например:

SO 4 2+ + .

При обменни реакции сложните йони преминават от едно съединение в друго, без да променят състава си:

SO 4 + BaCl 2 \u003d Cl 2 + BaSO 4.

Вътрешната сфера може да има положителен, отрицателен или нулев заряд.

Ако зарядът на лигандите компенсира заряда на комплексообразователя, тогава такива комплексни съединения се наричат ​​неутрални или неелектролитни комплекси: те се състоят само от комплексообразувателя и лигандите на вътрешната сфера.

Такъв неутрален комплекс е например .

Най-типичните комплексообразователи са катионите д- елементи.

Лигандите могат да бъдат:

а) полярни молекули - NH3, H2O, CO, NO;
б) прости йони - F - , Cl - , Br - , I - , H - , H + ;
в) комплексни йони - CN -, SCN -, NO 2 -, OH -.

Нека разгледаме таблица, която показва координационните числа на някои комплексообразуващи агенти.

Номенклатура на комплексните съединения. В едно съединение първо се назовава анионът, а след това катионът. При определяне на състава на вътрешната сфера, на първо място, се наричат ​​аниони, добавяйки към латинското име наставката - о-, например: Cl - - хлоро, CN - - циано, OH - - хидроксо и др. По-нататък наричани неутрални лиганди и предимно амоняк и неговите производни. В този случай се използват следните термини: за координиран амоняк - амин, за вода - аква. Броят на лигандите е посочен с гръцки думи: 1 - моно, 2 - ди, 3 - три, 4 - тетра, 5 - пента, 6 - хекса. След това преминават към името на централния атом. Ако централният атом е част от катионите, тогава се използва руското наименование на съответния елемент и степента му на окисление е посочена в скоби (с римски цифри). Ако централният атом се съдържа в аниона, тогава използвайте латинското име на елемента и накрая добавете края - при. При неелектролитите степента на окисление на централния атом не е дадена, т.к то се определя еднозначно от условието за електронеутралност на комплекса.

Примери.За да назовем комплекса Cl 2, се определя степента на окисление (ТАКА.)
хкомплексообразовател - Cu йон х+ :

1 х + 2 (–1) = 0,х = +2, C.O.(Cu) = +2.

По подобен начин се установява степента на окисление на кобалтовия йон:

г + 2 (–1) + (–1) = 0,г = +3, S.O.(Co) = +3.

Какво е координационното число на кобалта в това съединение? Колко молекули и йони обграждат централния йон? Координационното число на кобалта е шест.

Името на комплексния йон се изписва с една дума. Степента на окисление на централния атом се обозначава с римска цифра, поставена в скоби. Например:

Cl 2 - тетраамин меден (II) хлорид,
НЕ 3 – дихлороакватриаминкобалт(III) нитрат,
K 3 - хексацианоферат(III) калий,
K 2 - тетрахлороплатинат (II) калий,
- дихлоротетраамицинк,
H 2 - хексахлоротинова киселина.

На примера на няколко сложни съединения ще определим структурата на молекулите (йон-комплексиращ агент, неговия S.O., координационен номер, лиганди, вътрешна и външна сфера), ще дадем името на комплекса, ще напишем уравненията на електролитна дисоциация.

K 4 - калиев хексацианоферат (II),

K 4 4K + + 4– .

H - тетрахлороауринова киселина (образувана от разтваряне на злато в царска вода),

H H + + –.

OH - диамин сребърен (I) хидроксид (това вещество участва в реакцията на "сребърно огледало"),

OH + + OH - .

Na - тетрахидроксоалуминат натрий,

Na Na + + - .

Много органични вещества също принадлежат към сложни съединения, по-специално продуктите от взаимодействието на амини с вода и киселини, които са ви известни. Например, соли на метиламониев хлорид и фениламониев хлорид са сложни съединения. Според теорията на координацията те имат следната структура:

Тук азотният атом е комплексообразуващ агент, водородните атоми при азота, а метиловите и фениловите радикали са лиганди. Заедно те образуват вътрешната сфера. Във външната сфера има хлоридни йони.

Много органични вещества, които са от голямо значение за живота на организмите, са сложни съединения. Те включват хемоглобин, хлорофил, ензими и други

Комплексните съединения са широко използвани:

1) в аналитичната химия за определяне на много йони;
2) за отделяне на определени метали и производство на метали с висока чистота;
3) като багрила;
4) за премахване на твърдостта на водата;
5) като катализатори за важни биохимични процеси.