Комплексні сполуки
ВСТУП
Комплексні з'єднання (лат. complexus - поєднання, обхват) або, іншими словами, координаційні з'єднання - це частинки (нейтральні молекули або іони), які утворюються в результаті приєднання до даного йону (або атому), званому комплексоутворювачем (центральним атомом або металоцентром; в сучасній науковій літературі домінує термін В«МеталоцентрВ»), нейтральних молекул або інших іонів, званих ліманди. p> Комплексні сполуки мало дисоціюють у розчині (на відміну від подвійних солей). Комплексні сполуки можуть містити комплексний малодиссоциирующий аніон ([Fe (CN) 6 ] 3 - ), комплексний катіон ([Ag (NH 3 ) 2 ] + ) або взагалі НЕ диссоциировать на іони (з'єднання типу неелектролітів, наприклад карбоніту металів). Комплексні сполуки різноманітні і численні.
Застосовуються в хімічному аналізі, в технології при отриманні ряду металів (золота, срібла, металів платинової групи та ін), для розділення сумішей елементів, наприклад, лантаноїдів.
Величезна область застосування комплексів перехідних металів - каталітичні процеси.
Комплексні з'єднання відіграють велику роль у життєдіяльності організмів; наприклад, гемоглобін, хлорофіл є комплексними сполуками.
Комплексні (Координаційні) сполуки надзвичайно широко поширені в живій і неживій природі, застосовуються в промисловості, сільському господарстві, науці, медицині. Так, хлорофіл - це комплексне з'єднання магнію з порфіритами, гемоглобін містить комплекс заліза (II) з порфірітової циклами. Численні мінерали, як правило, представляють собою координаційні сполуки металів. Значне число лікарських препаратів містить комплекси металів у Як фармакологічно активних речовин, наприклад інсулін (комплекс цинку), вітамін B12 (комплекс кобальту), платінол (комплекс платини) і т.д. У широкому сенсі слова майже всі з'єднання металів можна вважати комплексними сполуками. Засновником координаційної теорії комплексних сполук є швейцарський хімік Альфред Вернер (1866 - 1919); за роботи в цій області йому в 1913 році була присуджена Нобелівська премія з хімії.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА КОМПЛЕКСНИХ СПОЛУК МЕТАЛІВ
Комплексні сполуки утворюють як метали, так і неметали. Надалі ми будемо розглядати в основному комплексні (координаційні) сполуки металів. Комплексне з'єднання (скорочено - комплекс) складається з центрального атома металу-комплексоутворювача M (тут не вказано його заряд), з яким пов'язані ліманди L (стара назва - аддендов). Атом M і ліманди L утворюють внутрішню сферу комплексу (або внутрішню координаційну сферу). Внутрішня координаційна сфера зазвичай при написанні формули сполуки полягає у квадратні дужки. Ліманди можуть бути нейтральні молекули (зазвичай основного характеру), негативно заряджені аніони (ацідогруппи). Прості позитивно заряджені катіони в ролі ліманди не виступають. Якщо внутрішня сфера комплексу несе негативний або позитивний заряд, то для компенсації цього заряду (оскільки всі індивідуальні сполуки електронейтральні) необхідні іони, що утворюють зовнішню сферу. У зовнішній сфері можуть перебувати не тільки іони, а й нейтральні молекули, дуже часто - молекули води.
Приклади
1. Розглянемо комплекс складу K4 [Fe (CN) 6] "
"3H2O - тригідрат гексаціаноферрата (II) калію (ферроцианид калію, жовта кров'яна сіль). Тут в ролі центрального атома металу-комплексоутворювача виступає залізо (II), в ролі ліманди - шість однакових ціаногрупу CN-. Разом атом заліза (II) і шість ціаногрупу утворюють внутрішню координаційну сферу комплексу, що в написаній вище хімічною формулою сполуки позначено квадратними дужками. У зовнішній сфері в даному випадку знаходяться чотири катіона калію K + (вони компенсують негативний заряд внутрішньої сфери [Fe (CN) 6] 4 -) і три молекули води.
2. Розглянемо тепер комплекси платини (II) складу транс-[Pt (NH3) 2Cl2], [Pt (NH3) 4] Cl2 і K2 [PtCl4]. У першому комплексі зовнішня сфера відсутня, оскільки внутрішня координаційна сфера електронейтральна. У другого комплексу у зовнішній сфері є два хлорид-іона Cl-, так як внутрішня сфера комплексу [Pt (NH3) 4] 2 + несе позитивний заряд, рівний + 2. У третьому комплексі у зовнішній сфері знаходяться два катіона калію K +, оскільки внутрішня сфера [PtCl4] 2 - несе негативний заряд.
Іноді в ролі зовнішньої сфери одного комплексу виступає внутрішня сфера іншого комплексу, наприклад, у з'єднаннях складу
[Pt (NH3) 4] [PtCl4 ], p> [Co (NH3) 6] [Cr (CN) 6],
[Co (NH3 ) 5NO2] [Co (NH3) 2 (NO2) 4] 2 тощо
Нейтральні молекули (але не іони!), що знаходяться у зовнішній сфері, називають (за винятком молекул води або іншого розчинника) клатратного молекулами, а самі такі сполуки - Клатратного сполукам...
