Cu nh3 4 no3 2 nazwa. Nomenklatura związków kompleksowych. Przykłady otrzymywania związków kompleksowych
Problem 723.
Nazwij sole złożone: Cl, (NO 3) 2, CNBr, NO 3, Cl, K 4, (NH 4) 3, Na 2, K 2, K 2. K2.
Rozwiązanie:
C - chlorek chlorotriaminkwapalladu (II);
azotan (NO 3 ) 2 - tetraaminy miedzi (I);
CNB – cyjanobromek tetraaminodiakwakobaltu(II);
NO 3 - azotan sulfatopentaaminokobaltu (III);
Cl oznacza chlorek chlorotetraaminepalladu (II);
K 4 - heksacyjanożelazian (II) potasu;
(NH4)3-heksachlororodynian amonu (II);
Na2 - tetrajodopalladynian sodu (II);
K2 - tetraazotanodiaminokobaltan (II) potasu;
K2 - chloropentahydroksoplatynian potasu (IV);
K 2 - tetracyjanomiedzian potasu (II).
Problem 724.
Napisz wzory koordynacyjne następujących związków kompleksowych: a) dicyjanoargentian potasu; b) heksanitrokobaltan potasu (III); c) chlorek heksaaminy niklu (II); d) heksacyjanochromian sodu (III); e) bromek heksaamminokobaltu (III); f) węglan tetraaminy chromu(III) g) azotan dikwatetraaminy niklu(II); h) trifluorohydroksoberylan magnezu.
Rozwiązanie:
a) K - dicyjanoargentan potasu;
b) K3 - heksanitrokobaltan potasu (III);
c) Cl - chlorek heksaaminy niklu (II);
d) Na3 - heksacyjanochromian sodu (III);
e) Cl3 - bromek heksaaminokobaltu (III);
e) SO4 2- - tetraamina węglan chromu (III);
g) (NO 3) 2 - azotan dikwatetraaminy niklu (II);
h) trifluorohydroksoberylan magnezu magnezu.
Problem 725.
Nazwij następujące elektrycznie obojętne związki złożone: , , , , .
Rozwiązanie:
, - tetraaquafosforanchromu;
- miedź dirodanodiaminowa;
- dichlorodihydroksyloaminopallad;
- trinitrotriaminerod;
- tetrachlorodiaminoplatyna.
Problem 726.
Napisz wzory wymienionych złożonych nieelektrolitów: a) fosfatochrom tetraaminy; b) diaminodichloroplatyna; c) triamintrichlorokobalt; d) diaminotetrachloroplatyna. W każdym z kompleksów wskazać stopień utlenienia środka kompleksującego.
Rozwiązanie:
a) - fosfatochrom tetraaminy. Ładunek Cr to (x), NH 3 - (0), PO 4 - (-3). Stąd, zakładając, że suma ładunków cząstek wynosi (o), znajdujemy ładunek chromu: x + 4(0) + (-3) = 0; x = +3. Stopień utlenienia Barwa wynosi +3.
b) - diaminodichloroplatyna. Ładunek Pt wynosi (x), NH3 - (0), Cl - (-1). Stąd, zakładając, że suma ładunków cząstek wynosi (0), znajdujemy ładunek platyny: x +4(0) + 2(-1) = 0; x = +2. Stopień utlenienia platyna to +2.
c) - triamintrichlorokobalt. Ładunek Co wynosi (x), NH3 - (0), Cl - (-1). Stąd, zakładając, że suma ładunków cząstek wynosi (o), znajdujemy ładunek kobaltu: x + 3(0) + 3(-1) = 0; x = +3. Stopień utlenienia kobalt to +3.
d) - diaminotetrachloroplatyna. Ładunek Pt wynosi (x), NH3 - (0), Cl - (-1). Stąd, zakładając, że suma ładunków cząstek wynosi (0), znajdujemy ładunek platyny: x +4(0) + 4(-1) = 0; x = +4. Stopień utlenienia platyna to +2.
Problem 727.
Nazwy chemiczne żółtych i czerwonych soli krwi to heksacyjanożelazian (II) potasu i heksacyjanożelazian (III). Napisz wzory na te sole.
Rozwiązanie:
K 4 - heksacyjanożelazian (II) potasu (żółta sól krwi);
K 3 - heksacyjanożelazian (III) potasu (czerwona sól krwi).
Problem 728.
Cegła czerwone kryształy sole różane mają skład wyrażony wzorem Cl 3, fioletowa sól- szkarłatno-czerwone kryształy o składzie Cl 2 . Prowadzić nazwy chemiczne te sole.
Rozwiązanie:
a) różany Cl 3 jest nazywany chlorkiem akwapentaaminekobaltu (III).
b) Purpureosol Cl 2 jest nazywany chlorkiem akwapentaamminokobaltu (II).
Nomenklatura związków kompleksowych jest integralną częścią nomenklatury substancji nieorganicznych. Zasady nazewnictwa związków złożonych są systematyczne (jednoznaczne). Zgodnie z zaleceniami IUPAC zasady te są uniwersalne, ponieważ w razie potrzeby można je zastosować do prostych związków nieorganicznych, jeśli nie ma dla nich tradycyjnych i specjalnych nazw. Nazwy budowane według systematycznych zasad są adekwatne do wzorów chemicznych. Formuła związku złożonego opracowuje się według ogólnych zasad: najpierw zapisuje się kation - złożony lub zwykły, następnie anion - złożony lub zwykły. W wewnętrznej sferze złożonego związku najpierw zapisywany jest centralny atom kompleksujący, następnie nienaładowane ligandy (cząsteczki), a następnie ujemnie naładowane ligandy anionowe.
Kompleksy jednordzeniowe
W nazwach kompleksów kationowych, neutralnych i większości anionowych atomy centralne mają rosyjskie nazwy odpowiednich pierwiastków. W niektórych przypadkach w przypadku kompleksów anionowych stosuje się korzenie łacińskich nazw pierwiastków centralnego atomu kompleksującego. Na przykład, - dichlorodiamminoplatyna, 2- - tetrachloroplatynian (II) -jon, + - kation diamminosrebra (I), - - dicyjanoargenian (I) -jon.
Nazwa złożonego jonu zaczyna się od wskazania składu wewnętrznej sfery. Po pierwsze, aniony znajdujące się w sferze wewnętrznej są wymienione w kolejności alfabetycznej, dodając końcówkę „o” do ich łacińskiej nazwy. Na przykład OH - - hydrokso, Cl - - chloro, CN - - cyjano, CH 3 COO - - octan, CO 3 2- - węglan, C 2 O 4 2- - szczawian, NCS - - tiocyjanian, NO 2 - - nitro , O 2 2- - okso, S 2- - tio, SO 3 2- - sulfito, SO 3 S 2- - tiosiarczan, C 5 H 5 - cyklopentadienyl itp. Następnie w kolejności alfabetycznej wskazano obojętne cząsteczki wewnątrzsferyczne. W przypadku neutralnych ligandów jednowyrazowe nazwy substancji są używane bez zmian, na przykład N 2 -diazot, N 2 H 4 -hydrazyna, C 2 H 4 - etylen. Intrasphere NH 3 nazywa się amino-, H 2 O - aqua, CO-karbonyl, NO-nitrosyl. Liczba ligandów jest oznaczona cyframi greckimi: di, three, tetra, penta, hexa itp. Jeśli nazwy ligandów są bardziej złożone, na przykład etylenodiamina, poprzedzone są przedrostkami „bis”, „tris”, „tetrakis” itp.
Nazwy związków złożonych z zewnętrzną sferą składają się z dwóch słów (zazwyczaj „kation anion”). Nazwa anionu złożonego kończy się przyrostkiem -at. Stopień utlenienia czynnika kompleksującego wskazują cyfry rzymskie w nawiasach po nazwie anionu. Na przykład:
K 2 - tetrachloroplatynian potasu (II),
Na 3 [Fe (NH 3) (CN) 5] - pentacyanomonoaminożelazian sodu (II),
H3O - tetrachlorozłoniak oksonium (III),
K to dijodojodan(I) potasu,
Na 2 - heksahydroksocynian sodu (IV).
W związkach ze złożonym kationem stopień utlenienia czynnika kompleksującego jest wskazany po jego nazwie cyframi rzymskimi w nawiasach. Na przykład:
Cl to chlorek diaminosrebra (I),
Br oznacza bromek trichlorotriammineplatyny(IV),
NR 3 -
azotan chloronitrotetraaminokobaltu(III).
Nazwy związków złożonych - nieelektrolity bez sfery zewnętrznej składają się z jednego słowa, stopień utlenienia czynnika kompleksującego nie jest wskazany. Na przykład:
- trifluorotriaquobalt,
- platyna tetrachlorodiaminowa,
- żelazo bis (cyklopentadienyl).
Nazwa związków o złożonym kationie i anionie składa się z nazw kationu i anionu, np.:
heksanitrokobaltan(III) heksaaminekobalt(III),
trichloroaminoplatynian (II) platyna(II) chlorotriamina.
W przypadku kompleksów z ambidentycznymi ligandami nazwa wskazuje symbol atomu, z którym ten ligand jest związany z centralnym atomem kompleksującym:
2- - tetrakis (ticyanato-N) kobaltan (II) -jon,
2- - tetrakis(tiocyjaniano-S) rtęć(II) - jon.
Tradycyjnie ambitny ligand NO 2 - jest nazywany ligandem nitro, jeśli atomem donorowym jest azot, a ligandem nitrito, jeśli atomem donorowym jest tlen (–ONO -):
3- - heksanitrokobaltan (III) -jon,
3- - heksanitrytokobaltan (III) -jon.
Klasyfikacja związków złożonych
Jony złożone mogą wchodzić w skład cząsteczek różnych klas związków chemicznych: kwasów, zasad, soli itp. W zależności od ładunku jonu złożonego, kompleksy kationowe, anionowe i obojętne.
Kompleksy kationowe
W kompleksach kationowych centralnym atomem kompleksującym są kationy lub dodatnio spolaryzowane atomy czynnika kompleksującego, a ligandami są cząsteczki obojętne, najczęściej woda i amoniak. Złożone związki, w których woda pełni rolę ligandu, nazywane są aquakompleksami. Związki te obejmują krystaliczne hydraty. Na przykład: MgCl2 × 6H2O
lub Cl2,
CuSO 4 × 5H 2 O lub ∙SO 4 ∙ H 2 O, FeSO 4 × 7H 2 O lub SO 4 × H 2 O
W stanie krystalicznym niektóre kompleksy wodne (na przykład siarczan miedzi) również zatrzymują wodę krystalizacyjną, która nie jest częścią sfery wewnętrznej, która jest słabiej związana i łatwo oddziela się po podgrzaniu.
Jedną z najliczniejszych klas związków kompleksowych są kompleksy aminowe (amoniany) i aminiany. Ligandami w tych kompleksach są cząsteczki amoniaku lub aminy. Na przykład: SO 4, Cl 4,
Ćw2.
Kompleksy anionowe
Ligandami w takich związkach są aniony lub ujemnie spolaryzowane atomy i ich grupy.
Kompleksy anionowe obejmują:
a) złożone kwasy H, H 2, H.
b) sole podwójne i złożone PtCl 4 × 2KCl lub K 2,
HgI 2 × 2KI lub K 2 .
c) kwasy zawierające tlen i ich sole H2SO4, K2SO4, H5IO6, K2CrO4.
d) hydroksysole K, Na2.
e) polihalogenki: K, Cs.
Kompleksy neutralne
Takie związki obejmują związki złożone, które nie mają sfery zewnętrznej i nie dają złożonych jonów w roztworach wodnych: , , kompleksy karbonylowe , .
Kompleksy kationowo-anionowe
Związki jednocześnie zawierają zarówno kation złożony, jak i anion złożony:
, .
Kompleksy cykliczne (chelaty)
Związki koordynacyjne, w których centralny atom (lub jon) jest jednocześnie związany z dwoma lub więcej atomami donorowymi liganda, w wyniku czego jeden lub więcej heterocykli zostaje zamkniętych, nazywa się chelaty . Ligandy, które tworzą pierścienie chelatujące, nazywane są odczynnikami chelatującymi (chelatującymi). Nazywa się zamknięcie pierścienia chelatowego przez takie ligandy chelatacja(chelatacja). Najbardziej rozbudowaną i najważniejszą klasą chelatów są kompleksy z chelatami metali. Zdolność do koordynowania ligandów jest nieodłączna dla metali na wszystkich stopniach utlenienia. W przypadku pierwiastków głównych podgrup centralny atom kompleksujący jest zwykle na najwyższym stopniu utlenienia.
Odczynniki chelatujące zawierają dwa główne typy centrów elektronodonorowych: a) grupy zawierające ruchomy proton, na przykład -COOH, -OH, -SO 3 H; gdy są skoordynowane z centralnym jonem, możliwe jest podstawienie protonu i b) obojętne grupy elektronodonorowe, np. R 2 CO, R 3 N. Ligandy dwukleszczowe zajmują dwa miejsca w wewnętrznej sferze koordynacyjnej chelatu, takie jak , na przykład etylenodiamina (ryc. 3).
Zgodnie z zasadą cyklu Czugajewa, najbardziej stabilne kompleksy chelatowe powstają, gdy cykl zawiera pięć lub sześć atomów. Na przykład spośród diamin o składzie H2N-(CH2)n-NH2 najbardziej trwałe kompleksy powstają dla n=2 (cykl pięcioczłonowy) i n=3 (cykl sześcioczłonowy).
Rys.3. Kation miedzi(II) bisetylenodiaminy.
Chelaty, w których na zamknięciu cyklu chelatowego ligand wykorzystuje zawierające proton i obojętne grupy elektronodonorowe i jest formalnie związany z centralnym atomem wiązaniem kowalencyjnym i donorowo-akceptorowym, zwanym są związki wewnątrzkompleksowe. Zatem ligandy polikleszczowe z kwasowymi grupami funkcyjnymi mogą tworzyć związki chelatowe. Związki interkompleksowe są chelatami, w których zamknięciu pierścienia towarzyszy wypieranie jednego lub więcej protonów z kwasowych grup funkcyjnych przez jon metalu, w szczególności glicynian miedzi(II) jest związkiem wewnątrzkompleksowym:
Rys.4. Związek interkompleksowy 8-hydroksychinoliny z cynkiem.
Hemoglobina i chlorofil są również związkami wewnątrzkompleksowymi.
Najważniejszą cechą chelatów jest ich zwiększona stabilność w porównaniu z podobnie skonstruowanymi niecyklicznymi kompleksami.
Wszystkie związki nieorganiczne dzielą się na dwie grupy:
1. połączenia pierwszego rzędu, tj. związki zgodne z teorią wartościowości;
2. połączenia wyższego rzędu tj. związki, które nie są zgodne z koncepcjami teorii walencji. Związki wyższego rzędu obejmują hydraty, amoniaki itp.
CoCl 3 + 6 NH 3 \u003d Co (NH 3) 6 Cl 3
Werner (Szwajcaria) wprowadził do chemii idee dotyczące związków wyższego rzędu i nadał im nazwę złożone związki. Odniósł się do CS wszystkich najstabilniejszych związków wyższego rzędu, które w roztworze wodnym albo wcale nie rozkładają się na części składowe, albo rozkładają się w niewielkim stopniu. W 1893 Werner zasugerował, że każdy pierwiastek po nasyceniu może również wykazywać dodatkową wartościowość - koordynacja. Zgodnie z teorią koordynacji Wernera, w każdym CS znajdują się:
Ćw3:środek kompleksujący (KO \u003d Co), ligandy (NH 3), liczba koordynacyjna (CN \u003d 6), sfera wewnętrzna, środowisko zewnętrzne (Cl 3), zdolność koordynacyjna.
Centralny atom wewnętrznej sfery, wokół którego zgrupowane są jony lub cząsteczki, nazywa się środek kompleksujący. Rolę czynników kompleksujących pełnią najczęściej jony metali, rzadziej atomy obojętne lub aniony. Jony lub cząsteczki koordynujące wokół centralnego atomu w wewnętrznej sferze nazywane są ligandy. Aniony mogą być ligandami: G -, OH-, SN-, CNS-, NO 2 -, CO 3 2-, C 2 O 4 2-, cząsteczki obojętne: H 2 O, CO, G 2, NH 3, N 2 H4. numer koordynacyjny to liczba miejsc w wewnętrznej sferze kompleksu, które mogą być zajęte przez ligandy. CN jest zwykle wyższy niż stopień utlenienia. CN = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12. Najczęstsze CN = 4, 6, 2. Liczby te odpowiadają najbardziej symetrycznej konfiguracji kompleksu - oktaedrycznej (6), czworościenny (4) i liniowy (2). KCh zazdrość o naturę czynnika kompleksującego i ligandów, a także o wielkość CO i ligandów. Zdolność koordynacyjna ligandów to liczba miejsc w wewnętrznej sferze kompleksu zajmowanych przez każdy ligand. Dla większości ligandów zdolność koordynacyjna to jedność ( ligandy jednokleszczowe), mniej niż dwa ( ligandy dwukleszczowe), istnieją ligandy o większej pojemności (3, 4, 6) - ligandy wielokleszczowe. Ładunek kompleksu musi być liczbowo równy całkowitej sferze zewnętrznej i przeciwny do niej w znaku. 3+ Cl 3 -.
Nomenklatura związków kompleksowych. Wiele złożonych związków zachowało swoje historyczne nazwy związane z kolorem lub nazwiskiem naukowca, który je zsyntetyzował. Obecnie stosowana jest nomenklatura IUPAC.
Kolejność aukcji jonów. Najpierw nazywany jest anion, potem kation, natomiast rdzeń łacińskiej nazwy KO jest używany w nazwie anionu, a jego nazwa jest używana w nazwie kationu. Rosyjskie imię w dopełniaczu.
Cl oznacza chlorek diamminosrebra; K 2 - trichloromiedzian potasu.
Kolejność wymieniania ligandów. Ligandy w kompleksie są wymienione w następującej kolejności: anionowe, obojętne, kationowe - bez rozdzielania łącznikiem. Aniony wymienione są w kolejności H - , O 2 , OH - , aniony proste, aniony złożone, aniony wieloatomowe, aniony organiczne.
SO 4 - siarczan chloron(+4)
Koniec grup koordynacyjnych. Grupy neutralne są nazywane tak samo jak molekuły. Wyjątkiem są woda (H 2 O), amina (NH 3). Samogłoska „O” jest dodawana do ujemnie naładowanych anionów.
– heksocyjanożelazian (+3) heksaaminakobalt (+3)
Przedrostki wskazujące liczbę ligandów.
1 - mono, 2 - di, 3 - trzy, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - okta, 9 - nona, 10 - deca, 11 - indeca, 12 - dodeca, many - poli.
Przedrostki bis-, tris- są używane przed ligandami o złożonych nazwach, w których istnieją już przedrostki mono-, di- itp.
Cl 3 - tris (etylenodiamina) chlorek żelaza (+3)
Nazwy związków kompleksowych wskazują najpierw część anionową w mianowniku iz przyrostkiem -at, a następnie część kationową w przypadku dopełniacza. Jednak przed nazwą atomu centralnego, zarówno w anionowej, jak i kationowej części związku, wymieniono wszystkie skoordynowane wokół niego ligandy, wskazując ich liczbę za pomocą cyfr greckich (1 - mono (zwykle pomijane), 2 - di, 3 - trzy , 4 - tetra, 5 - penta, 6 - heksa, 7 - hepta, 8 - okta). Do nazw ligandów dodawany jest przyrostek -o, a najpierw wywoływane są aniony, a następnie cząsteczki obojętne: Cl- - chloro, CN- - cyjano, OH- - hydroksy, C2O42- - szczawiano, S2O32- - tiosulfato, ( CH3) 2NH - dimetyloamino itp. Wyjątki: nazwy H2O i NH3 jako ligandów są następujące: „aqua” i „amina”. Jeśli centralny atom jest częścią kationu, stosuje się rosyjską nazwę pierwiastka, po czym jego stopień utlenienia jest wskazany w nawiasach cyframi rzymskimi. W przypadku atomu centralnego w składzie anionu stosuje się łacińską nazwę pierwiastka, a przed tą nazwą wskazano stopień utlenienia. W przypadku pierwiastków o stałym stopniu utlenienia można go pominąć. W przypadku nieelektrolitów stopień utlenienia atomu centralnego również nie jest wskazany, ponieważ określa się go na podstawie obojętności elektrycznej kompleksu. Przykłady tytułów:
Cl2 - chlorek dichloro-tetraminy-platyny(IV),
OH - wodorotlenek diaminu-srebra(I).
Klasyfikacja związków kompleksowych. Stosuje się kilka różnych klasyfikacji COP.
1. przez przynależność do pewnej klasy związków:
kwasy złożone - H 2
złożone bazy -
sole złożone - K 2
2. Z natury ligandów: kompleksy wodne, amoniak. Cyjanek, halogenek itp.
Aquacomplexes - kompleksy, w których rolę ligandów pełnią cząsteczki wody, np. Cl 2 - chlorek heksaaquawapnia. Aminiany i aminiany to kompleksy, w których ligandami są cząsteczki amoniaku i amin organicznych, np. SO 4 - siarczan tetramminomiedzi(II). Hydroksokompleksy. W nich jony OH- służą jako ligandy. Szczególnie charakterystyczny dla metali amfoterycznych. Przykład: Na2 - tetrahydroksocynkian sodu (II). Kompleksy kwasowe. W tych kompleksach ligandami są reszty anionowo-kwasowe, na przykład K4 - heksacyjanożelazian(II) potasu.
3. przez znak podopiecznego kompleksu: kationowe, anionowe, neutralne
4. zgodnie z wewnętrzną strukturą CS: zgodnie z liczbą jąder tworzących kompleks:
jednojądrowy - H 2, dwujądrowy - Cl 5 itp.,
5. przez brak lub obecność cykli: CS proste i cykliczne.
Kompleksy cykliczne lub chelatujące (szczypce). Zawierają ligand dwu- lub wielokleszczowy, który niejako wychwytuje centralny atom M jak rakowe pazury: Przykłady: Na 3 - żelazian triszczawianu sodu (III), (NO 3) 4 - azotan trietylenodiamino-platyny (IV) .
Grupa kompleksów chelatowych obejmuje również związki wewnątrzkompleksowe, w których centralny atom jest częścią cyklu, tworząc wiązania z ligandami różne sposoby: zgodnie z mechanizmami wymiany i dawcy-akceptanta. Takie kompleksy są bardzo charakterystyczne dla kwasów aminokarboksylowych, na przykład glicyna tworzy chelaty z jonami Cu 2+, Pt 2+:
Związki chelatowe są szczególnie silne, ponieważ centralny atom w nich jest niejako blokowany przez cykliczny ligand. Najbardziej stabilne są chelaty z pięcio- i sześcioczłonowymi pierścieniami. Kompleksony wiążą kationy metali tak silnie, że po ich dodaniu rozpuszczają się tak słabo rozpuszczalne substancje jak CaSO 4 , BaSO 4 , CaC 2 O 4 , CaCO 3 . Dlatego są wykorzystywane do zmiękczania wody, wiązania jonów metali podczas barwienia, obróbki materiałów fotograficznych oraz w chemii analitycznej. Wiele kompleksów typu chelatowego ma specyficzny kolor i dlatego odpowiednie związki ligandowe są bardzo czułymi odczynnikami na kationy metali przejściowych. Na przykład dimetyloglioksym [C(CH3)NOH]2 służy jako doskonały odczynnik dla kationów Ni2+, Pd2+, Pt2+, Fe2+ itp.
Stabilność związków kompleksowych. Stała niestabilności. Kiedy CS rozpuszcza się w wodzie, następuje rozkład, a wewnętrzna sfera zachowuje się jak jedna całość.
K = K + + -
Wraz z tym procesem w niewielkim stopniu następuje dysocjacja wewnętrznej sfery kompleksu:
Ag + + 2CN -
Aby scharakteryzować stabilność CS, wprowadzamy stała niestabilności równy:
Stała niestabilności jest miarą wytrzymałości CS. Im mniejsze K, tym mocniej COP.
Izomeria związków złożonych. W przypadku złożonych związków izomeria jest bardzo powszechna i istnieją:
1. Izomeria solwatów występuje w izomerach, gdy rozkład cząsteczek wody między sferą wewnętrzną i zewnętrzną nie jest taki sam.
Cl 3 Cl 2 H 2 O Cl (H 2 O) 2
fioletowy jasnozielony ciemnozielony
2.Izomeria jonizacji wiąże się z różną łatwością dysocjacji jonów ze sfer wewnętrznej i zewnętrznej kompleksu.
4Cl 2 ]Br 2 4 Br 2 ]Cl 2
SO 4 i Br - siarczan bromo-pentaminowo-kobaltowy (III) i siarczan bromkowo-pentaminowo-kobaltowy (III).
C i NO 2 - chlorek nitro-chlorodietylenodiamino-kobaltu (III) initrite dichloro-dietylenodiamino-kobalt (III).
3. Izomeria koordynacyjna występuje tylko w związkach dwukompleksowych
[Co(NH3) 6] [Co(CN) 6]
Izomeria koordynacyjna występuje w tych złożonych związkach, w których zarówno kation, jak i anion są złożone.
Na przykład, tetrachloro-(II)platynian tetramino-chrom(II) i tetrachloro-(II)tetramino-platyna(II) są izomerami koordynacyjnymi
4. Izomeria komunikacji występuje tylko wtedy, gdy ligandy jednokleszczowe mogą być koordynowane przez dwa różne atomy.
5. Izomeria przestrzenna ze względu na to, że te same ligandy znajdują się wokół CO lub blisko (cis), lub odwrotnie ( trans).
Izomer cis (pomarańczowe kryształy) Izomer trans (żółte kryształy)
Izomery dichloro-diaminy-platyny
Przy tetraedrycznym układzie ligandów izomeria cis-trans jest niemożliwa.
6. Izomeria lustrzana (optyczna), na przykład w dichloro-dietylenodiamino-chrom(III) + kation:
Podobnie jak w przypadku substancji organicznych, izomery lustrzane mają te same właściwości fizykochemiczne i różnią się asymetrią kryształów oraz kierunkiem obrotu płaszczyzny polaryzacji światła.
7. Izomeria liganda np. dla (NH 2) 2 (CH 2) 4 możliwe są następujące izomery: (NH 2) - (CH 2) 4 -NH 2, CH 3 -NH-CH 2 -CH 2 -NH-CH 3 , NH2-CH(CH3)-CH2-CH2-NH2
Problem komunikacji w związkach złożonych. Natura sprzężenia w CS jest inna i obecnie do wyjaśnienia stosuje się trzy podejścia: metodę VS, metodę MO i metodę teorii pola krystalicznego.
Metoda słoneczna wprowadzony przez Paulinga. Główne postanowienia metody:
1. Wiązanie w CS powstaje w wyniku interakcji dawca-akceptor. Ligandy zapewniają pary elektronów, podczas gdy czynnik kompleksujący zapewnia swobodne orbitale. Miarą siły wiązania jest stopień zachodzenia na siebie orbit.
2. Orbitale CO ulegają hybrydyzacji, a rodzaj hybrydyzacji determinowany jest liczbą, charakterem i strukturą elektronową ligandów. Hybrydyzacja CO jest określona przez geometrię kompleksu.
3. Dodatkowe wzmocnienie kompleksu następuje dzięki temu, że wraz z wiązaniem s powstaje wiązanie p.
4. O właściwościach magnetycznych kompleksu decyduje liczba niesparowanych elektronów.
5. Podczas tworzenia kompleksu rozkład elektronów na orbitalach może pozostać zarówno przy atomach obojętnych, jak i ulegać zmianom. Zależy to od natury ligandów, ich pola elektrostatycznego. Opracowano serię spektrochemiczną ligandów. Jeśli ligandy mają silne pole, wypierają elektrony, powodując ich parowanie i tworzenie nowego wiązania.
Szereg spektrochemiczny ligandów:
CN - >NO 2 - >NH 3 >CNS - >H 2 O>F - >OH - >Cl - >Br -
6. Metoda VS pozwala wyjaśnić tworzenie wiązań nawet w kompleksach obojętnych i klasterowych
K 3 K 3
1. Ligandy tworzą silne pole w pierwszym CS, a słabe pole w drugim
2. Narysuj orbitale walencyjne żelaza:
3. Rozważ właściwości donorowe ligandów: CN - mają orbitale wolnych elektronów i mogą być donorami par elektronowych. CN - ma silne pole, działa na orbitale 3d, zagęszczając je.
W rezultacie powstaje 6 wiązań, podczas gdy wewnętrzne orbitale 3 d uczestniczą w wiązaniu, tj. powstaje kompleks wewnątrzoczodołowy. Kompleks jest paramagnetyczny i niskospinowy, ponieważ jest jeden niesparowany elektron. Kompleks jest stabilny, ponieważ zajęte orbitale wewnętrzne.
Jony F - mają orbitale swobodnych elektronów i mogą być dawcami par elektronów, mają słabe pole, a zatem nie mogą kondensować elektronów na poziomie 3d.
W rezultacie powstaje paramagnetyczny, wysokospinowy, zewnętrzny kompleks orbitalny. Niestabilny i reaktywny.
Zalety metody VS: informacyjny
Wady metody VS: metoda jest odpowiednia dla pewnego zakresu substancji, metoda nie wyjaśnia właściwości optycznych (zabarwienia), nie dokonuje oceny energetycznej, ponieważ w niektórych przypadkach tworzy się kompleks kwadratowy zamiast bardziej korzystnego energetycznie czworościennego.
Związki złożone są klasyfikowane według ładunku kompleksów: kationowe – 2+, anionowe – 3-, obojętne – 0;
skład i właściwości chemiczne: kwasy - H, zasady - OH, sole - SO4;
w zależności od rodzaju ligandów: kompleksy hydrokso - K2, kompleksy wodne - Cl3, kompleksy kwasowe (ligandy - aniony kwasowe) - K4, kompleksy typu mieszanego - K, Cl4.
Nazwy kompleksów budowane są według ogólnych zasad IUPAC: czyta się je i zapisuje od prawej do lewej, ligandy - z końcówką - o, aniony - z końcówką - at. Niektóre ligandy mogą mieć specjalne nazwy. Na przykład cząsteczki - ligandy H2O i NH3 nazywane są odpowiednio aquo- i aminami.
złożone kationy. Najpierw nazywane są ujemnie naładowane ligandy sfery wewnętrznej z zakończeniem „o” (chloro-, bromo-, nitro-, rodano- itp.). Jeśli ich liczba jest większa niż jeden, to przed nazwami ligandów dodawane są cyfry di-, tri-, tetra-, penta-, hexa- itp. Następnie nazywa się neutralne ligandy, przy czym cząsteczka wody nazywana jest „aquo”, cząsteczka amoniaku – „amina”. Jeśli liczba neutralnych ligandów jest większa niż jeden, dodaje się cyfry di-, tri-, tetra- itp.
Nomenklatura związków złożonych
Tworząc nazwę złożonego związku, jego wzór odczytuje się od prawej do lewej. Rozważ konkretne przykłady:
Kompleksy anionowe
Kompleksy kationowe
Heksacyjanożelazian(III) potasu K3
tetrahydroksoglinian sodu
Heksanitrokobaltan(III) sodu Na3
Siarczan tetraaminy miedzi(II) SO4
Chlorek heksaakwachromu(III) Cl3
wodorotlenek OH diamminosrebra(I)
W nazwach związków złożonych liczbę identycznych ligandów wskazują przedrostki liczbowe zapisywane razem z nazwami ligandów: 2 - di, 3 - trzy, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - heksa, 7 - hepta, 8 - okta.
Nazwy ujemnie naładowanych ligandów, aniony różnych kwasów, składają się z pełnej nazwy (lub rdzenia nazwy) anionu i zakończenia na samogłoskę -o. Na przykład:
ja-jodo-
H-hydrydo-
CO32- węglan-
Niektóre aniony działające jako ligandy mają specjalne nazwy:
OH-hydroksy-
S2-tio-
CN-cyjano-
NO-nitrozo-
NO2-nitro-
Zazwyczaj w nazwach neutralnych ligandów nie stosuje się specjalnych przedrostków, na przykład: N2H4 - hydrazyna, C2H4 - etylen, C5H5N - pirydyna.
Tradycyjnie dla niewielkiej liczby ligandów pozostawiono specjalne nazwy: H2O - aqua-, NH3 - amina, CO - karbonyl, NO - nitrozyl.
Nazwy dodatnio naładowanych ligandów kończą się na -y: NO+ - nitrosylium, NO2+ - nitroylium itp.
Jeśli pierwiastek będący czynnikiem kompleksującym jest częścią złożonego anionu, to do rdzenia nazwy elementu (rosyjski lub łaciński) dodaje się przyrostek -at, a stopień utlenienia pierwiastka kompleksującego jest wskazany w nawiasach. (Przykłady pokazano w powyższej tabeli). Jeśli pierwiastek będący czynnikiem kompleksującym jest częścią złożonego Katin lub obojętnego kompleksu bez sfery zewnętrznej, to w nazwie pozostaje rosyjska nazwa pierwiastka ze wskazaniem jego stopnia utlenienia. Na przykład: - tetrakarbonylonikiel(0).
Wiele ligandów organicznych ma złożony skład, dlatego przy opracowywaniu formuł kompleksów z ich udziałem dla wygody stosuje się ich oznaczenia literowe:
C2O42- szczawiato- wół
C5H5N pirydyna py
(NH2)2CO mocznik ur
NH2CH2CH2NH2 etylenodiamina en
C5H5-cyklopentadienyl- cp
Przykłady rozwiązywania problemów
W reakcjach współĆw 3 + 6 n H 3 \u003d Cl 3 i 2KCI + PtCI 2 \u003d K 2 złożone związki Cl 3 i K 2 są nazywane złożone związki.
Takie związki powstają, jeśli początkowe cząsteczki mogą wykazywać „dodatkową” wartościowość z powodu tworzenia wiązania kowalencyjnego w typie donora-akceptora. Aby to zrobić, jedna z cząsteczek musi zawierać atom z wolnymi orbitalami, a druga cząsteczka musi mieć atom z niewspólną parą elektronów walencyjnych.
Skład związków kompleksowych. Zgodnie z teorią koordynacji A. Wernera wyróżnia się związki złożone sfera wewnętrzna i zewnętrzna. Sfera wewnętrzna (jon złożony lub złożony) z reguły jest wyróżniony w nawiasach kwadratowych i składa się z środek kompleksujący(atom lub jon) i jego otoczenie ligandy:
kompleksujący ligand
[ Co (NH 3) 6 ] CI 3
sfera wewnętrzna sfera zewnętrzna
Czynnikami kompleksującymi są atomy lub jony mające wolne orbitale walencyjne. Najczęstszymi czynnikami kompleksującymi są atomy lub jony pierwiastków d.
Ligandy mogą być cząsteczkami lub jonami, które dostarczają samotnych par elektronów walencyjnych do koordynacji ze środkiem kompleksującym.
Określana jest liczba skoordynowanych ligandów numer koordynacyjnyśrodek kompleksujący i tożsamość ligandów. numer koordynacyjny jest równa całkowitej liczbie wiązań σ między czynnikiem kompleksującym a ligandami, it określona przez liczbę wolnych (wolnych) orbitali atomowych czynnika kompleksującego, który zapewnia pary ligandów będących donorami elektronów.
liczba koordynacyjna środka kompleksującego jest równa jego podwójnemu stopniowi utlenienia.
Stomatologia ligand jest liczbą wszystkich wiązań σ, które ligand może utworzyć ze środkiem kompleksującym; ta wartość jest definiowana jako liczba par elektronów dawców, które ligand może zapewnić do interakcji z centralnym atomem. Zgodnie z tą cechą wyróżnia się ligandy jedno-, dwu- i wielokleszczowe. Na przykład jony etylenodiaminy H2N-CH2-CH2-NH2, SO4 2-, CO3 2- są ligandami dwukleszczowymi. Należy wziąć pod uwagę, że ligandy nie zawsze wykazują maksymalną zębinę.
W przypadku ligandów jednokleszczowych (które w rozważanych przykładach są cząsteczkami amoniaku) : NH 3 i jony chlorkowe CI -) wskaźnik wskazujący liczbę ligandów pokrywa się z liczbą koordynacyjną czynnika kompleksującego. Przykłady innych ligandów i ich nazwy podano w poniższej tabeli.
Wyznaczanie ładunku złożonego jonu (sfera wewnętrzna). Ładunek złożonego jonu jest równa sumie algebraicznej ładunków środka kompleksującego i ligandów, lub jest równy ładunkowi sfery zewnętrznej, przyjmowanej z przeciwnym znakiem(zasada elektroneutralności). W związku Cl 3 sferę zewnętrzną tworzą trzy jony chloru (CI -) o całkowitym ładunku sfery zewnętrznej 3-, następnie zgodnie z zasadą elektroobojętności sfera wewnętrzna ma ładunek 3+: 3+ .
W złożonym związku K 2 sfera zewnętrzna jest utworzona przez dwa jony potasu (K +), których całkowity ładunek wynosi 2+, wówczas ładunek sfery wewnętrznej wyniesie 2-: 2-.
Oznaczanie ładunku środka kompleksującego.
Terminy „ładunek środka kompleksującego” i „stan utlenienia środka kompleksującego” są tutaj identyczne.
W kompleksie 3+ ligandy są cząsteczkami obojętnymi elektrycznie, dlatego ładunek kompleksu (3+) jest określony przez ładunek czynnika kompleksującego - Co 3+ .
W zespole 2 ładunek sfery wewnętrznej (2-) jest równy algebraicznej sumie ładunków czynnika kompleksującego i ligandów: -2 = x + 4×(-1); ładunek środka kompleksującego (stan utlenienia) x = +2, tj. centrum koordynacji w tym kompleksie to Pt 2+ .
Kationy lub aniony poza sferą wewnętrzną, połączone z nią siłami elektrostatycznymi oddziaływania jon - jon, tworzą sfera zewnętrzna złożone połączenie.
Nomenklatura związków złożonych.
Nazwę związków określa rodzaj złożonego związku w zależności od ładunku sfery wewnętrznej: na przykład:
Cl 3 - odnosi się do kationowy złożone związki, ponieważ sfera wewnętrzna (kompleks) 3+ jest kationem;
K2- anionowy związek złożony, sfera wewnętrzna 2- jest anionem;
0 i 0 odnoszą się do związków kompleksowych obojętnych elektrycznie, nie zawierają sfery zewnętrznej, ponieważ wewnętrzna sfera ma zerowy ładunek.
Główne zasady i cechy w nazwie związków złożonych.
Główne zasady:
1) we wszystkich typach związków kompleksowych najpierw nazywa się anionową, a następnie kationową część związku;
2) we wnętrzu spośród wszystkich typów kompleksów liczbę ligandów określa się cyframi greckimi: di, trzy, tetra, penta, heksa itp.;
2a) jeśli w sferze wewnętrznej kompleksu znajdują się różne ligandy (są to kompleksy mieszane lub mieszane-ligandowe), najpierw podaje się numery i nazwy ujemnie naładowanych ligandów z dodatkiem końcówki -O(Cl ˉ - chlorowiec,OH - hydrokso, SO 4 2 ˉ - siarczan itp. (patrz tabela), a następnie podaj numery i nazwy neutralnych ligandów, a nazywa się woda wodny i amoniak amina;
2b) ostatni w sferze wewnętrznej nazywany środkiem kompleksującym.
Cecha: Nazwa środka kompleksującego zależy od tego, czy jest to kation złożony (1), anion kompleksowy (2) czy kompleks obojętny (3).
(jeden). Środek kompleksujący - w kationie złożonym.
Po nazwie wszystkich ligandów w wewnętrznej sferze kompleksu podawana jest rosyjska nazwa elementu kompleksującego w przypadku dopełniacza. Jeżeli pierwiastek wykazuje inny stopień utlenienia, jest to wskazane po nazwie w nawiasie z liczbami. Stosowane jest również nazewnictwo wskazujące na czynnik kompleksujący nie stopień utlenienia, ale jego wartościowość (w cyfrach rzymskich).
Przykład. Nazwij złożony związek Cl.
a). Wyznaczmy ładunek sfery wewnętrznej zgodnie z zasadą: ładunek sfery wewnętrznej jest równy co do wielkości, ale przeciwny znakowo do ładunku sfery zewnętrznej; ładunek zewnętrznej kuli (określa go jon chloru Cl -) wynosi -1, dlatego wewnętrzna kula ma ładunek +1 (+), a to jest - złożony kation.
b). Obliczmy stopień utlenienia czynnika kompleksującego (jest to platyna), ponieważ nazwa związku powinna wskazywać na jego stopień utlenienia. Oznaczmy to przez x i obliczmy z równania elektroobojętności (suma algebraiczna stanów utlenienia wszystkich atomów pierwiastków w cząsteczce jest równa zeru): x×1 +0×3 + (-1)×2 =0; x = +2, tj. Pkt(2+).
v). Nazwa związku zaczyna się od anionu - chlorek .
G). Dalej nazywamy kation + - jest to złożony kation, który zawiera różne ligandy - zarówno cząsteczki (NH 3), jak i jony (Cl -), dlatego najpierw nazywamy naładowane ligandy, dodając końcówkę - O-, tj. - chlorowiec , wtedy nazywamy ligandy-cząsteczki (jest to amoniak NH 3), są ich 3, do tego używamy greckiej liczby i nazwy liganda - triammina , to po rosyjsku nazywamy w dopełniaczu czynnik kompleksujący ze wskazaniem jego stopnia utlenienia - platyna(2+) ;
mi). Łącząc kolejno nazwy (podane pogrubioną kursywą), otrzymujemy nazwę związku kompleksowego Cl - chlorek chlorotriammineplatyny (2+).
Przykłady związków o złożonych kationach i ich nazwy:
1) Br 2 - azotyn bromkowy Openta aminwanad(3+);
2) CI - węglan chlorku Otetra amminchromia(3+);
3) (ClO 4) 2 - nadchloran tetra amminkopia(2+);
4) SO 4 - siarczan bromu Openta aminruten(3+);
5) ClO 4 - nadchloran di brom Otetra akwakobalt(3+).
Tabela. Wzory i nazwy ujemnie naładowanych ligandów
(2). Środek kompleksujący - w anionie złożonym.
Po nazwie ligandów wywoływany jest czynnik kompleksujący; używana jest łacińska nazwa elementu, jest ona dodawana przyrostek -w ), a wartościowość lub stopień utlenienia środka kompleksującego podano w nawiasach. Wtedy kation sfery zewnętrznej nazywany jest w dopełniaczu. Indeks wskazujący liczbę kationów w związku jest określony przez wartościowość anionu kompleksowego i nie jest wyświetlany w nazwie.
Przykład. Nazwij związek kompleksowy (NH 4) 2 .
a). Określmy ładunek sfery wewnętrznej, jest on równy co do wielkości, ale ma przeciwny znak do ładunku sfery zewnętrznej; ładunek sfery zewnętrznej (określany przez jony amonowe NH 4 +) wynosi +2, dlatego sfera wewnętrzna ma ładunek -2 i jest to złożony anion 2-.
b). Stopień utlenienia środka kompleksującego (jest to platyna) (oznaczony przez x) oblicza się na podstawie równania elektroobojętności: (+1) × 2 + x × 1 + (-1) × 2 + (-1) × 4 \u003d 0; x = +4, tj. Pt(4+).
v). Nazwę związku zaczynamy od anionu - ( 2- (anion złożony), który zawiera różne jony ligandowe: (OH -) i (Cl -), więc do nazwy ligandów dodajemy końcówkę - O-, a ich liczbę oznaczono cyframi: - tetrachlorodihydrokso - , wtedy nazywamy agenta kompleksującego, używając łacińskiej nazwy pierwiastka, do którego dodajemy przyrostek -w(charakterystyczna cecha kompleksu typu anion)) i podać w nawiasach wartościowość lub stopień utlenienia środka kompleksującego - platyna (4+).
G). Ostatni nazywamy kationem w przypadku dopełniacza - amon.
mi). Łącząc kolejno nazwy (podane pogrubioną kursywą), otrzymujemy nazwę związku kompleksowego (NH 4) 2 – tetrachlorodihydroksoplatynianu amonu (4+).
Przykłady związków z anionami złożonymi i ich nazwy:
1) Mg 2 - trzy fluor O hydroksoglin w (3+) magnez;
2) K 2 - di tiosiarczan Odi ammincupr w (2+) potas;
3) K 2 - tetra jod O merkur w (2+) potas.
(3). Środek kompleksujący - w neutralnym kompleksie.
Po nazwach wszystkich ligandów czynnik kompleksujący w mianowniku nazywany jest ostatnim, a stopień jego utlenienia nie jest wskazany, ponieważ jest on określony przez elektroobojętność kompleksu.
Przykłady neutralnych kompleksów i ich nazwy:
1) – di chlor O akwaminoplatyna;
2) – trzy brom Otrzy aminkobalt;
3) - trichlorotriaminokobalt.
Tak więc złożona część nazwy wszystkich typów złożonych związków zawsze odpowiada wewnętrznej sferze kompleksu.
Zachowanie się związków złożonych w roztworach. Równowagi w roztworach związków złożonych. Rozważmy zachowanie się związku kompleksowego chlorku diamminosrebra Cl w roztworze.
Jony sfery zewnętrznej (CI-) są związane z jonem złożonym głównie przez siły oddziaływania elektrostatycznego ( wiązanie jonowe), dlatego w roztworze, podobnie jak jony silnych elektrolitów, prawie kompletne rozpad złożonego związku na kompleks i sferę zewnętrzną jest sferą zewnętrzną lub pierwotną dysocjacją sole złożone:
Cl ® + + Cl - - dysocjacja pierwotna.
Ligandy w wewnętrznej sferze kompleksu są połączone z czynnikiem kompleksującym przez donor-akceptor wiązania kowalencyjne; ich oderwanie (oderwanie) od czynnika kompleksującego przebiega w większości przypadków w stopniu znikomym, jak w przypadku słabych elektrolitów, dlatego jest odwracalne. Odwracalny rozpad sfery wewnętrznej to wtórna dysocjacja złożonego związku:
+ « Ag + + 2NH 3 - dysocjacja wtórna.
W wyniku tego procesu ustala się równowaga między złożoną cząstką, jonem centralnym i ligandami. Przebiega stopniowo z sukcesywną eliminacją ligandów.
Stałą równowagi procesu dysocjacji wtórnej nazywamy stałą niestabilności jonu zespolonego:
Zagnieździć. \u003d × 2 / \u003d 6,8 × 10 - 8.
Służy jako miara stabilności sfery wewnętrznej: im stabilniejszy jon kompleksowy, tym niższa jego stała niestabilności, tym mniejsze stężenie jonów powstających podczas dysocjacji kompleksu. Wartości stałych niestabilności kompleksów są wartościami tabelarycznymi.
Stałe niestabilności wyrażone jako stężenia jonów i cząsteczek nazywane są stałymi stężeniami. Stałe niestabilności, wyrażone jako aktywność jonów i cząsteczek, nie zależą od składu i siły jonowej roztworu. Na przykład dla kompleksu w postaci ogólnej MeX n (równanie dysocjacji MeX n « Me + nX) stała niestabilności ma postać:
Zagnieździć. \u003d a Me ×a n X /a MeX n.
Przy rozwiązywaniu problemów w przypadku dostatecznie rozcieńczonych roztworów dopuszcza się stosowanie stałych stężeń przy założeniu, że współczynniki aktywności elementów układu są praktycznie równe jedności.
Powyższe wtórne równanie dysocjacji jest ogólną reakcją stopniowego procesu dysocjacji kompleksu z sukcesywną eliminacją ligandów:
+ « + + NH 3 , K gniazdo.1 = ×/
+ „Ag + + NH 3, K gniazdo.2 \u003d × /
+ « Ag + + 2NH 3 , K gniazdo. \u003d × 2 / \u003d gniazdo K.1 × gniazdo K.2,
gdzie K gniazdo.1 i K gniazdo.2 są stopniowymi stałymi niestabilności kompleksu.
Całkowita stała niestabilności kompleksu jest równa iloczynowi stopniowych stałych niestabilności.
Z podanych równań stopniowej dysocjacji kompleksu wynika, że w roztworze mogą być obecne pośrednie produkty dysocjacji; przy nadmiernym stężeniu ligandu, ze względu na odwracalność tych procesów równowaga reakcji przesuwa się w kierunku substancji wyjściowych, aw roztworze występuje głównie kompleks niezdysocjowany.
Aby scharakteryzować wytrzymałość kompleksu, oprócz stałej niestabilności kompleksu stosuje się jego odwrotność - stałą stabilności kompleksu b. = 1/K gniazdo. . b zestaw jest również wartością referencyjną.
Zadania kontrolne
181. Dla danego związku kompleksowego podaj nazwę, stopień utlenienia (ładunek) jonu kompleksującego, liczbę koordynacyjną. Napisz równania na dysocjację elektrolityczną tego związku oraz wyrażenie na stałą niestabilności kompleksu Cl 2 , Cl.
182*. SO4, (NO3)2.
183*. K 2 (NO 3) 2, SO4.
184*. Na, Cl3.
185*. Ba, kl.
186*. (NH4), Br2.
187*. Na3, NO3.
188*. SO 4 , KCl 2 , K3.
190*. , kl.
Ładowanie...