КООРДИНАЦИОННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

– швейцарский химик, лауреат Нобелевской премии по химии 1913 г.

Координационная теория Вернера – основа современной теории строения комплексных соединений

Видно строение вещества

орбиталями

d-элементы: Сu+2, Co+3, Fe+3, Hg+2 и др.
реже р-элементы: Al+3
иногда неметаллы:

В+3, Si+4

Вокруг комплексообразователя расположены лиганды – частицы, обладающие неподеленными электронными парами

Координационными называют соединения, содержащие в одном из агрегатных состояний группу атомов или молекул (лигандов), в определенном порядке присоединенных
к атому-комплексообразователю

Молекулы: H2O, NH3
Анионы: CN-, OH-, Cl-, Br-, NO2-

лигандами, то есть, собственно, комплексная частица
Связь между центральным атомом и

лигандами ковалентная

Внешняя сфера комплексного соединения - остальные частицы, связанные с комплексной частицей ионной связью

Комплексообразователь 

Лиганды

лигандами


КЧ зависит:

от размеров центрального атома и лигандов
от степени окисления центрального

атома
концентрации исходных компонентов

Al(OH)3 + NaOH= Na[Al(OH)4] Al(OH)3 +3NaOH= Na3[Al(OH)6]

КЧ может принимать значения от 2 до 12

Чаще всего оно равно 6, несколько реже 4

NH3, CO, NO и др.) и заряженными (ионы CN−, F−, Cl−,

OH−, SCN−, S2O32− и др.)

Бидентатные лиганды. Примерами служат лиганды: ион аминоуксусной кислоты H2N–CH2–COO−, оксалатный ион −O–CO–CO–O−, карбонат-ион СО32−, сульфат-ион SO42−

Полидентатные лиганды. Например, комплексоны - органические лиганды, содержащие в своём составе несколько групп −С≡N или −COOH (этилендиаминтетрауксусная кислота  - ЭДТА)

Дентатность лиганда определяется числом координационных мест, занимаемых лигандом в координационной сфере комплексообразователя

часть  –  анион, затем положительную часть  –  катион

Название комплексной части

начинают с указания состава внутренней сферы. Во внутренней сфере прежде всего называют лиганды  – анионы, прибавляя к их латинскому названию окончание «о».
Например: Cl−  – хлоро, CN−  – циано, SCN−  – тиоцианато, NO3−  – нитрато, SO32−  – сульфито, OH−  – гидроксо и т. д.
При этом пользуются терминами: для координированного аммиака  – аммин, для воды  – аква, для оксида углерода(II) – карбонил

Число монодентатных лигандов указывают греческими числительными: 1  – моно (часто не приводится), 2 – ди, 3  – три, 4  – тетра, 5  – пента, 6  – гекса. Для полидентатных лигандов (например, этилендиамин, оксалат) используют бис-, трис-, тетракис- и т. д.

Затем называют комплексообразователь, используя корень его латинского названия и окончание -ат, после чего римскими цифрами указывают (в скобках) степень окисления комплексообразователя

После обозначения состава внутренней сферы называют внешнюю сферу

В названии нейтральных комплексных частиц комплексообразователь указывается в именительном падеже, а степень его не указывается, так как она однозначно определяется, исходя из электронейтральности комплекса

и мол. массе, но различающихся по строению и свойствам (изомеров)

В

случае комплексных соединений изомерия обусловлена:
различием в строении и координации лигандов
различием в строении внутренней координационной сферы
различным распределением частиц между внутренней и внешней сферой

по типу слабого электролита)
Диссоциация комплексных соединений
Вторичная диссоциация характеризуется константой равновесия,

причем для каждой из стадий можно вычислить свою константу.
Для количественной оценки устойчивости внутренней сферы комплексного соединения используют константу равновесия, описывающую полную ее диссоциацию.
Эту константу называют константой нестойкости комплекса β-1

устойчивости и нестойкости относятся только к комплексному иону!

широко применяются

теория валентных связей
(метод валентных связей)
теория кристаллического поля
метод молекулярных

орбиталей

Лиганды предоставляют электронные пары, а ядро комплекса – свободные орбитали.

Орбитали

центрального атома, участвующие в образовании связи, подвергаются гибридизации, которая определяет геометрию комплекса. Тип гибридизации определяется числом, природой и электронной структурой лигандов.

Дополнительное упрочение комплекса обусловлено тем, что наряду с σ-связями могут возникать и π-связи. Это происходит, если занятая электронами орбиталь центрального атома перекрывается с вакантной орбиталью лиганда.

Магнитные свойства комплекса объясняются исходя из заселённости орбиталей. При наличии неспаренных электронов комплекс парамагнитен. Спаренность электронов обусловливает диамагнетизм комплексного соединения.

считается чисто ионной
Лиганды L – точечные заряды в вершинах правильных

полиэдров, т.е. на максимальном расстоянии друг от друга
Взаимодействие L между собой не рассматривается
Детально рассматривается влияние электростатического поля лигандов на M, а именно, на энергетические подуровни центрального атома.

лигандов
dγ
dε
Δ – разность энергий между уровнями dγ и dε называется

параметром расщепления

Δ = 1/λпогл [см-1]
Δокт = 9/4Δтетр

атома
Природы лигандов

перераспределения d-электронов по dγ и dε-орбиталям называется энергией стабилизации кристаллическим

полем (ЭСКП)

ЭСКПокт = (0,4n – 0,6m)Δокт

ЭСКПтетр = (0,6n – 0,4m)Δтетр

n – число электронов на нижнем подуровне
m – число электронов на верхнем подуровне

в длинноволновую область
Δ = 1/λпогл
Комплексное соединение приобретает окраску, дополнительную к

цвету поглощенных лучей

жесткости воды
Производство кислот
Аналитическая химия
Получение Ме высокой степени очистки
Медицина

В12
Хлорофилл

[Pt(NH3)2Cl2]
[Fe(C5H5)2]