Комплексные соединения

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 4

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Комплексные соединения это молекулярные или ионные соединения, образующиеся путем присоединения к атому или иону металла или неметалла, нейтральных молекул или других ионов. Они способны существовать как в кристалле, так и в растворе.

1. Основные положения и понятия координационной теории Вернера.

Главная валентность - валентность посредством которой соединяются атомы с образованием простых соединений, подчиняющихся теории валентности.

Побочная валентность – валентность, в результате проявления которой и образуется комплексное соединение.

Центральные атомы или комплексообразователи - атомы стремящиеся равномерно окружить себя ионами или молекулами, являясь центром притяжения.

Лигандами - ионы или молекулы, непосредственно связанные с комплексообразователем. Посредством главной валентности присоединяются ионы-лиганды, а посредством побочной валентности – ионы и молекулы.

Координация - притяжение лиганд к комплексообразователю

Координационное число - число лиганд комплексообразователя

Число координационных мест, занимаемых лигандом около комплексообразователя, называется его координационной ёмкостью или дентатностью

Комплексообразователь и лиганды составляют внутреннюю сферу соединения или комплекс (в формулах комплекс заключают в квадратные скобки). Ионы, не связанные непосредственно с комплексообразвателем, составляют внешнюю координационную сферу.

2. Классификация комплексных соединений. Приведите примеры.

По заряду комплексного иона различают:

· катионные [Cu(NH₃)₄]²

· анионные [Co(NO₃)₆]^3-

· нейтральные [Pt(NH₃)Cl₂]⁰

По характеру лигандов различают:

· акво- [Сu(H₂O)₄]SO₄

· аммино-[Cu(NH₃)₄]SO₄

· ацидо- К₂[Cu(Cl)₄]

· гидроксо-K₂[Cu(OH)₄]

По структуре внутренней сферы различают внутрикомплексные(циклические) соединения. Например, в живом организме встречаются клешневидные (хелатные) пятичленные циклы.

3. Комплексообразующая способность s-р-и d- элементов. Еѐ причины.

Комплексообразующая способность катионов определяется следующими факторами:

Заряд катиона, радиус катиона и электронная конфигурация катиона.

Чем больше заряд катиона и меньше радиус, тем прочнее связь комплексообразователя с лигандами. Поэтому катионы s- элементов (К⁺, Nа⁺, Са⁺², Мg⁺² и др.) обладающие относительно большим радиусом и малым зарядом, имеют низкую комплексообразующую способность. Катионы d-элементов (Со⁺³, Рt⁺⁴, Сr⁺³и др.), имеющие, как правило небольшой радиус и высокий заряд, являются хорошими комплексообразователями. (образуют дативную связь)

4. Типы гибридизации комплексных соединений. Внешнеорбитальные и внутриорбитальные комплексные соединения.

Для катионов d- элементов характерны октаэдрические комплексы. При их образовании возможны два типа гибридизации: d²sр³ и sр³d², в зависимости от того, какие d-орбитали комплексообразователя доступны для лиганд.

• Гибридизация d²sр³ осуществляется в том случае, если в образовании σ связей участвуют s и р орбитали внешнего уровня и две d-орбитали предпоследнего уровня. Этот вид гибридизации называется внутренней гибридизацией, а образующиеся комплексы внутриорбитальными.

При внутренней гибридизации лиганды прочно связаны с комплексообразователем, поэтому внутриорбитальные комплексы отличаются высокой устойчивостью.

• Если на образование σ-связей комплексообразователь поставляет только орбитали внешнего внешнего уровня, то осуществляется sр³d² гибридизация. Её называют внешней, а образующиеся комплексы внешнеорбитальными. Такие комплексы образуют d-элементы с полностью заселёнными d подуровнями. Внешнеорбитальные комплексы обладают меньшей прочностью по сравнению с внутриорбитальными.
• Если у катиона d- элемента d подуровень заселен неспаренными электронами, то тип гибридизации определяется природой лиганда.

Лиганды, обладающие достаточной электронодонорной способностью, могут «вытеснить» электроны с двух орбиталей d подуровня и заставить их спариться на остальных двух орбиталях. При этом нарушается правило Гунда. Такой способностью обладают, например: цианид-ионы, поэтому они образуют внутриорбитальные комплексы

Если же лиганд не обладает достаточной электронодонорной способностью, то образуется внешнеорбитальный комплекс, например: [Fe(Н₂О)₆]²⁺(Число неспаренных электронов в процессе комплексообразования в этом случае не меняется)

5. Устойчивость комплексных соединений в растворе. Константа нестойкости комплексных соединений, еѐ связь с константой устойчивости.

Ионы внешней сферы соединены с комплексом ионной связью, поэтому в водных растворах они легко отщепляются: [Fe(Н₂О)₆]SO₄ ↔ SO₄^2- + [Fe(Н₂О)₆]²⁺.

Этот процесс называется первичной диссоциацией. Внутренняя сфера в зависимости от прочности также способна диссоциировать на комплексообразователь и лиганды:

[Fe(Н₂О)₆]²⁺ ↔ Fe²⁺ + 6 Н₂О – это вторичная диссоциация. Она аналогична диссоциации слабых электролитов и характеризуется константой равновесия:

К_рав. =

константа равновесия может служить мерой прочности комплекса: чем менее стоек комплекс, тем больше концентрация простых ионов или молекул Fe²⁺ и Н₂О, тем больше численное значение константы. Поэтому константу равновесия, называют константой нестойкости комплекса. Величина, обратная константе нестойкости, называется константой устойчивости:

К_уст.= = .

6. Значение комплексных соединений в медицине.

В виде аквакомплексов находятся в крови, лимфе и тканевых жидкостях ионы щелочных и щелочноземельных металлов, выполняющих в организме важные и многообразные физиологические функции. Ионы d – элементов в результате высокой комплексообразующей способности находятся в организме исключительно в виде комплексов с белками и входят в состав гормонов, ферментов, витаминов и других жизненно важных соединений. Некоторые комплексные соединения обладают биологической активностью и применяются в качестве лекарственных препаратов - например витамин В₁₂ , участвующий в процессах кроветворения, является комплексом кобальта.

Токсические свойства некоторых веществ обусловлены их высокой комплексообразующей способностью. Например, токсическое действие на организм цианидов и оксида углерода объясняется их способностью образовывать прочные комплексы с катионами железа. Цианиды блокируют атомы железа, входящие в состав дыхательного фермента цитохромоксидазы, в результате прекращается клеточное дыхание. Оксид углерода (СО) связывает железо гемоглобина, вследствие этого гемоглобин утрачивает способность осуществлять транспорт кислорода.

В медицинской практике при лечении многих заболеваний в качестве лекарственных препаратов используются соединения меди, серебра, цинка, кобальта, хрома, золота, платины, ртути и др.