лексу:
Константа нестійкості є міра міцності комплексу. Замість константи нестійкості іноді користуються зворотною величиною, званої константою стійкості:
У ряду сполук, які розглядаються як комплексні, константи нестійкості настільки великі, що концентрації складових частинок виявляються більше концентрації комплексного іона. До таких сполук відносяться подвійні солі, які у твердому стані мають координаційну структуру, а в розчині значною мірою розпадаються на складові іони, наприклад:
K2 [CuCl4] 2K ++ [CuCl4] 2 2K ++ Cu2 ++ 4Cl -
У помірно розведених розчинах цієї солі існують як комплексні, так і прості іони. Подальше розбавлення призводить до повного розпаду комплексних іонів [CuCl4] 2-.
координаційний изометрия хелати ліганд
4. Хелати. Хелатний ефект
До дуже важливим циклічним з'єднанням відносять звані хелати або клешнеобразние сполуки, в яких центральний атом і полідентантний ліганд утворюють цикл. Наприклад, при взаємодії гідроксиду міді з аминоуксусной кислотою утворюється нейтральний комплекс:
Рис. 10
Кожна молекула аминоуксусной кислоти використовує обидві функціональні групи. В одному випадку вона з'єднується з центральним атомом через два аміногрупи по донорно-акцепторним механізмом, а в другому - через кисень карбоксильної групи звичайної ковалентного зв'язком. Комплексоутворювач при цьому виявляється як би втягнутим всередину ліганда, охоплений зв'язками зразок клешні рака. Звідси і походить назва хелат. Прикладами інших хелатів можуть служити комплекси з етилендіаміном NH2-C2H4-NH2, етилендіамінтетраоцтової кислотою (ЕДТА), щавлевої кислотою.
До ХЕЛАТ також відносяться такі важливі для життя сполуки, як хлорофіл і гемоглобін:
Рис. 10
Комплексоутворювач в хлорофілі виступає магній, а в гемоглобіні - залізо. В одній площині з металом розташовуються чотири атома азоту органічного ліганду. По інший бік від площини залізо приєднуємо молекулу білка (глобіну), а по інший молекулу кисню. Такий продукт називається оксигемоглобіном. Він утворюється в легенях, де гемоглобін приєднує кисень повітря і далі у вигляді оксігемоглобані розноситься по всьому організму. Хлорофіл відіграє найважливішу роль у процесах фотосинтезу, що протікають у всіх зелених рослинах.
Наявність в ХЕЛАТ циклічних угрупувань сильно збільшує їх стійкість в порівнянні з сполуками подібного складу, але не мають циклів. Таке підвищення стійкості називають хелатним ефектом. Цей термін був введений Г. Шварценбахом в 1952 році для пояснень експериментально виявленого факту істотно більш високої стійкості комплексів іонів металів з полідентатними реагентами в порівнянні з комплексами цих же металів з монодентатно лігандами. Хелатний ефект (ХЕ) кількісно виражається наступним співвідношенням:
ХЕ=lg в MZ - lgвM Am,
де Z - m-дентатність ліганд, а lgв MAm=lgK MA1 + lgK MA2 + ... + lgK MAn
хелатную ефект - це різниця між логарифмами константи стійкості хелатного комплексу та загальної константою стійкості комплексу, утвореного цим же іоном металу з відповідним монофункціональним лігандом.
Г. Шварценбах запропонував так зване ентропійне тлумачення хелатного ефекту. Із загальних фізико-хімічних міркувань
ДGo=-RTlnK=ДHo - TДSo.
Шварценбах вважав, що висока стійкість хелатів з полідентатними лігандами пов'язана зі збільшенням ентропійного внеску в вільну енергію утворення комплексу. Для комплексів з монодентатно лігандами реакцію утворення можна записати наступним чином:
M (H 2 O) 6 + 6 NH 3=M (NH 3) 6 + 6 H 2 O,
тоді як для полідентатних лігандів процес піде трохи інакше:
M (H 2 O) 6 + Y=MY + 6 H 2 O.
У відповідності з цими рівняннями при комплексообразовании з монодентатно лігандами загальне число вільно вагається частинок в розчині не змінюється, а у разі полідентатних - збільшується, що призводить до збільшення ентропії системи.
5. Практичне значення комплексних сполук
Практичне значення комплексних сполук важко переоцінити. Наведемо лише деякі приклади:
. Комплексні сполуки входять до складу найважливіших біологічно активних і лікарських речовин: гемоглобіну (комплекс заліза), хлорофілу (комплекс магнію), інсуліну (комплекс цинку), вітаміну В12 (комплекс кобальту), ряду протиракових препаратів (комплекси платини).
. У органічному синтезі багато ком...
