Комплексные соединения

Образование многих химических соединений происхо­дит в соответствии с валентностью атомов. Такие соединения называются простыми или соедине­ниями первого порядка. Вместе с тем, известно очень много соединений, образование которых невозможно объ­яснить исходя из правил валентности. Они образуются путем сочетания простых соединений. Такие соединения называются соединениями высшего порядка, комплексными или координационными соединениями. Примеры простых соединений: Н2О, NH3, AgCl, CuSO4. Примеры комплексных соединений: AgCl • 2NH3, Co (NO3)3 • 6NH3, ZnSO4 • 4H2O, Fe (CN)3 • 3KCN, PtCl₂ • 2KCI, PdCl₂ • 2NH₃.

Ионы некоторых элементов обладают способностью присоединять к себе полярные молекулы или другие ионы, образуя сложные комплексные ионы. Соединения, в которые входят комплексные ионы, способные существовать как в кристалле, так и в растворе, называются комплексными соединениями.

Количество известных комплексных соединений во много раз превышает число привычных для нас простых соединений. Комплексные соединения были известны уже более полутора веков назад. До тех пор, пока не была установлена природа химической связи, причины их образования, эмпирические формулы соединений запи­сывали так, как мы указали в приведенных выше при­мерах. В 1893 г. швейцарский химик Альфред Вернер предложил первую теорию строения комплексных соединений, получившую название координационной теории. Комплексные соединения составляют наиболее обширный и разнообразный класс неорганических веществ. К ним принадлежат также многие элементоорганические соединения. Исследование свойств и пространственного строения комплексных соединений породило новые представления о природе химической связи.

В молекуле комплексного соединения различают следующие структурные элементы: ион-комплексообразователь, координированные вокруг него присоединенные частицы - лиганды, составляющие вместе с комплексообразователем внутреннюю координационную сферу, и остальные частицы входящие во внешнюю координационную сферу. При растворении комплексных соединений лиганды остаются в прочной связи с ионом-комплексообразователем, образуя почти недиссоциирующий комплексный ион. Число лигандов называется координационным числом (к. ч.).

Рассмотрим K₄[Fe(CN)₆] – комплексное соединение, образующееся при взаимодействии:

4KCN+Fe(CN)₂=K₄[Fe(CN)₆]

При растворении комплексное соединение диссоциирует на ионы:

K₄[Fe(CN)₆]↔4K⁺+[Fe(CN)₆]^4-

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

Характерные лиганды: Cl^-, Br^-, NO^2-, CN^-, NH₃, H₂O.

Заряд комплексообразователя равняется алгебраической сумме зарядов составляющих его ионов, например, [Fe_x(CN)₆]^4-, x+6(-1)=-4, x=2.

Входящие в состав комплексного иона нейтральные молекулы оказывают влияния на заряд. Если вся внутренняя сфера заполнена только нейтральными молекулами, то заряд иона равен заряду комплексообразователя. Так, у иона [Cu_x(NH₃)₄]²⁺, заряд меди x=+2.

Заряд комплексного иона равен сумме зарядов ионов, находящихся во внешней сфере. В K₄[Fe(CN)₆] заряд [Fe(CN)₆] равен -4, так как во внешней сфере находится 4K⁺, а молекула в целом электронейтральна. Возможно взаимное замещение лигандов во внутренней сфере при сохранении одного и того же координационного числа, например, [Co(NH₃)₅NO₂]Cl₂, [Co(NH₃)₄(NO₂)₂]Cl, [CoCl (NH₃)₃(NO₂)₂]. Заряд иона кобальта равен +3.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: