Комплексни съединения

Резюме на урока-лекция

Цели.Формирайте представа за състава, структурата, свойствата и номенклатурата на сложните съединения; развиват умения за определяне на степента на окисление на комплексообразувател, съставяне на уравнения за дисоциация на комплексни съединения.
Нови концепции:комплексно съединение, комплексообразуващ агент, лиганд, координационен номер, външни и вътрешни сфери на комплекса.
Оборудване и реактиви.Стелаж с епруветки, концентриран разтвор на амоняк, разтвори на меден (II) сулфат, сребърен нитрат, натриев хидроксид.

ПО ВРЕМЕ НА УРОКИТЕ

Лабораторен опит. Добавете разтвор на амоняк към разтвора на меден (II) сулфат. Течността ще стане наситено синя.

Какво стана? Химическа реакция? Досега не знаехме, че амонякът може да реагира със солта. Какво вещество се е образувало? Каква е неговата формула, структура, име? Към какъв клас съединения може да се припише? Може ли амонякът да реагира с други соли? Има ли подобни връзки? Днес трябва да отговорим на тези въпроси.

За да проучим по-добре свойствата на някои съединения на желязо, мед, сребро, алуминий, се нуждаем от познания за сложни съединения.

Нека продължим нашия опит. Разделете получения разтвор на две части. Добавете алкали към едната част. Не се наблюдава утаяване на меден (II) хидроксид Cu (OH) 2, следователно в разтвора няма двойно заредени медни йони или има твърде малко от тях. Оттук можем да заключим, че медните йони взаимодействат с добавения амоняк и образуват някои нови йони, които не дават неразтворимо съединение с ОН - йони.

В същото време йоните остават непроменени. Това може да се провери чрез добавяне на разтвор на бариев хлорид към разтвора на амоняк. Веднага ще се утаи бяла утайка от BaSO 4.

Проучванията установяват, че тъмносиният цвят на амонячния разтвор се дължи на наличието в него на сложни йони 2+, образувани от добавянето на четири амонячни молекули към медния йон. Когато водата се изпари, йони 2+ се свързват с йони и от разтвора се отделят тъмносини кристали, чийто състав се изразява с формулата SO 4 H 2 O.

Комплексните съединения са тези, съдържащи сложни йони и молекули, способни да съществуват както в кристална форма, така и в разтвори.

Формулите на молекули или йони на сложни съединения обикновено са затворени в квадратни скоби. Комплексните съединения се получават от конвенционални (несложни) съединения.

Примери за получаване на комплексни съединения

Структурата на комплексните съединения се разглежда въз основа на координационната теория, предложена през 1893 г. от швейцарския химик Алфред Вернер, носител на Нобелова награда. Научната му дейност се осъществява в университета в Цюрих. Ученият синтезира много нови комплексни съединения, систематизира познати и новополучени комплексни съединения и разработи експериментални методи за доказване на тяхната структура.

А. Вернер (1866–1919)

В съответствие с тази теория се разграничават комплексни съединения комплексообразуващ агент, външени вътрешна сфера... Комплексообразуващият агент обикновено е катион или неутрален атом. Вътрешната сфера е изградена от определен брой йони или неутрални молекули, които са здраво свързани с комплексообразуващия агент. Те се наричат лиганди... Броят на лигандите определя координационен номер(CN) комплексообразуващ агент.

Пример за сложно съединение

Съединението SO4H2O или CuSO45H2O, разглеждано в примера, е кристален хидрат на меден (II) сулфат.

Нека определим съставните части на други комплексни съединения, например K 4.
(Справка.Веществото с формула HCN е циановодородна киселина. Солите на циановодородната киселина се наричат ​​цианиди.)

Комплексообразуващ агент - железен йон Fe 2+, лиганди - цианидни йони СN -, координационно число е равно на шест. Всичко в квадратни скоби е вътрешна сфера. Калиевите йони образуват външната сфера на комплексното съединение.

Природата на връзката между централния йон (атом) и лигандите може да бъде двойна. От една страна, връзката се дължи на силите на електростатичното привличане. От друга страна, между централния атом и лигандите може да се образува връзка по механизма донор-акцептор по аналогия с амониевия йон. В много комплексни съединения връзката между централния йон (атом) и лигандите се дължи както на силите на електростатично привличане, така и на връзката, образувана поради самотните електронни двойки на комплексообразуващия агент и свободните орбитали на лигандите.

Сложните съединения с външна сфера са силни електролити и във водни разтвори се дисоциират почти изцяло в комплексен йон и йони външна сфера. Например:

SO 4 2+ +.

При обменни реакции сложните йони преминават от едно съединение в друго, без да променят състава си:

SO 4 + BaCl 2 = Cl 2 + BaSO 4.

Вътрешната сфера може да има положителен, отрицателен или нулев заряд.

Ако зарядът на лигандите компенсира заряда на комплексообразуващия агент, тогава такива комплексни съединения се наричат ​​неутрални или неелектролитни комплекси: те се състоят само от комплексообразуващия агент и лигандите на вътрешната сфера.

Такъв неутрален комплекс е например.

Най-типичните комплексообразуващи агенти са катиони д-елементи.

Лигандите могат да бъдат:

а) полярни молекули - NH 3, H 2 O, CO, NO;
б) прости йони - F -, Cl -, Br -, I -, H -, H +;
в) комплексни йони - CN -, SCN -, NO 2 -, OH -.

Помислете за таблицата, показваща координационните числа на някои комплексообразуващи агенти.

Номенклатура на комплексни съединения. В съединение първо се назовава анионът, а след това катионът. При определяне на състава на вътрешната сфера първо се извикват аниони, като се добавя наставката - О-, например: Cl - - хлоро, CN - - циано, OH - - хидроксо и др. По-нататък неутралните лиганди се наричат ​​и предимно амоняк и неговите производни. В този случай те използват термините: за координиран амоняк - ammin, за вода - аква... Броят на лигандите е посочен с гръцки думи: 1 - моно, 2 - ди, 3 - три, 4 - тетра, 5 - пента, 6 - хекса. След това преминават към името на централния атом. Ако централният атом е част от катионите, тогава се използва руското име на съответния елемент и степента на окисление (с римски цифри) е посочена в скоби. Ако централният атом се съдържа в аниона, тогава използвайте латинското име на елемента и в края добавете края - в... В случай на неелектролити степента на окисление на централния атом не е дадена, тъй като недвусмислено се определя от условието комплексът да е електрически неутрален.

Примери.За назоваване на комплекса Сl 2 се определя степента на окисление (ТАКА.)
NSкомплексообразуващ агент - Cu йон NS+ :

1 х + 2 (–1) = 0,х = +2, C.O. (Cu) = +2.

Степента на окисление на кобалтовия йон се намира по подобен начин:

г + 2 (–1) + (–1) = 0,г = +3, S.O. (Co) = +3.

Какъв е координационният номер на кобалта в това съединение? Колко молекули и йони има около централния йон? Координационният номер на кобалта е шест.

Името на сложния йон е изписано с една дума. Степента на окисление на централния атом е обозначена с римска цифра в скоби. Например:

Cl 2 - тетраамин меден (II) хлорид,
НЕ 3 – дихлороакватриаминкобалтов (III) нитрат,
K 3 - хексацианоферат (III) калий,
K 2 - тетрахлороплатинат (II) калий,
- дихлоротетрааминцинк,
H 2 - хексахлорокалаена киселина.

Използвайки примера на няколко комплексни съединения, ще определим структурата на молекулите (йон-комплексиращ агент, неговия SO, координационен номер, лиганди, вътрешни и външни сфери), ще дадем име на комплекса, ще запишем уравненията на електролитната дисоциация.

K 4 - калиев хексацианоферат (II),

K 4 4K + + 4–.

H - тетрахлороауринова киселина (образувана при разтваряне на злато в царска аква),

H H + + -.

OH - диамин сребърен (I) хидроксид (това вещество участва в реакцията на "сребърното огледало"),

OH + + OH -.

Na - тетрахидроксоалуминат натрий,

Na Na + + -.

Сложните съединения включват също много органични вещества, по-специално продуктите на взаимодействието на амини с вода и известни за вас киселини. Например, соли на метил амониев хлорид и фениламониев хлорид са комплексни съединения. Според теорията на координацията те имат следната структура:

Тук азотният атом е комплексообразуващ агент, водородните атоми при азотни, метилови и фенилови радикали са лиганди. Заедно те образуват вътрешната сфера. Външната сфера съдържа хлоридни йони.

Много органични вещества, които имат голямо значение в живота на организмите, са сложни съединения. Те включват хемоглобин, хлорофил, ензими и д-р

Сложните съединения са широко използвани:

1) в аналитичната химия за определяне на много йони;
2) за отделяне на някои метали и получаване на метали с висока чистота;
3) като багрила;
4) за премахване на твърдостта на водата;
5) като катализатори за важни биохимични процеси.

Номенклатурата на сложните съединения е неразделна част от номенклатурата на неорганичните вещества. Правилата за съставяне на имената на сложните съединения са систематични (еднозначни). В съответствие с препоръките на IUPAC тези правила са универсални, тъй като, ако е необходимо, могат да се прилагат към прости неорганични съединения, ако няма традиционни и специални имена за последните. Имената, изградени по систематични правила, са адекватни на химичните формули. Формулата на сложното съединение се съставя по общите правила: първо се изписва катионът - сложен или обикновен, след това анионът - комплексен или обикновен. Във вътрешната сфера на комплексното съединение първо се записва централният атом-комплексиращ агент, след това незаредени лиганди (молекули), след това отрицателно заредени лиганд-аниони.

Едноядрени комплекси

В имената на катионни, неутрални и повечето анионни комплекси централните атоми имат руските имена на съответните елементи. В някои случаи корените на латинските имена на елементите на централния комплексообразуващ атом се използват за анионни комплекси. Например, - дихлордиаминплатина, 2- - тетрахлороплатинат (II) –йон, + - катион на диамин сребро (I), - - дицианоаргенат (I) -йон.

Името на сложен йон започва с индикация за състава на вътрешната сфера. На първо място, анионите, разположени във вътрешната сфера, са изброени по азбучен ред, добавяйки окончанието "o" към тяхното латинско име. Например, OH - - хидроксо, Cl - - хлоро, CN - - циано, CH 3 COO - - ацетат, CO 3 2- - карбонат, C 2 O 4 2- -оксалато, NCS - -тиоцианато, NO 2 - - нитро, O 2 2- - оксо, S 2- - тио, SO 3 2- - сулфито, SO 3 S 2- - тиосулфато, C 5 H 5 - циклопентадиенил и др. След това по азбучен ред се посочват неутралните молекули във вътрешната сфера. За неутрални лиганди се използват еднословни имена на вещества без промени, например N 2 -диазот, N 2 H 4 -хидразин, C 2 H 4 - етилен. В сферата NH 3 се нарича амино, H 2 O - вода, CO - карбонил, NO - нитрозил. Броят на лигандите се обозначава с гръцки цифри: ди, три, тетра, пента, хекса и др. Ако имената на лигандите са по-сложни, например етилендиамин, те се поставят с представки "bis", "tris", "tetrakis" и т.н.

Имената на сложни съединения с външната сфера се състоят от две думи (най-общо "катион анион"). Името на сложния анион завършва с наставка –at. Степента на окисление на комплексообразуващия агент е посочена с римски цифри в скоби след името на аниона. Например:

K 2 - калиев тетрахлороплатинат (II),

Na 3 [Fe (NH 3) (CN) 5] - натриев пентацианомоноаминферат (II),

H 3 O - оксониев тетрахлороаурат (III),

K - калиев дийодйодат (I),

Na 2 - натриев хексахидроксостаннат (IV).

При съединения със сложен катион степента на окисление на комплексообразуващия агент се посочва след името му с римски цифри в скоби. Например:

Cl - диаминсребърен (I) хлорид,

Br - трихлортриаминплатина (IV) бромид,

НЕ 3 -

Хлоронитротетрааминкобалтов (III) нитрат.

Имената на сложни съединения - неелектролити без външна сфера - се състоят от една дума; степента на окисление на комплексообразуващия агент не е посочена. Например:

- трифлуоротриаквокобалт,

- тетрахлордиамин платина,

- бис (циклопентадиенил) желязо.

Името на съединения със сложен катион и анион се състои от имената на катиона и аниона, например:

хексанитрокобалтат (III) хексааминкобалт (III),

трихлороамин платина (II) хлоротриамин платина (II).

За комплекси с амбидентни лиганди името показва символа на атома, с който този лиганд е свързан с централния комплексообразуващ атом:

2- - тетракис (титианато-N) кобалтат (II) -йон,

2- - тетракис (тиоцианато-S) живак (II) - йон.

Традиционно амбидентатен лиганд NO 2 се нарича нитро лиганд, ако донорният атом е азот, и нитритен лиганд, ако донорният атом е кислород (–ONO -):

3- - хексанитрокобалтат (III) -йон,

3- - хексанитрит-кобалтат (III) -йон.

Класификация на комплексните съединения

Комплексните йони могат да бъдат част от молекули от различни класове химични съединения: киселини, основи, соли и др. В зависимост от заряда на комплексния йон се разграничават катионни, анионни и неутрални комплекси.

Катионни комплекси

В катионните комплекси централният комплексообразуващ атом са катиони или положително поляризирани атоми на комплексообразуващия агент, а лигандите са неутрални молекули, най-често вода и амоняк. Комплексните съединения, в които водата действа като лиганд, се наричат ​​аква комплекси. Тези съединения включват кристални хидрати. Например: MgCl 2 × 6H 2 O

или Cl 2,

CuSO 4 × 5H 2 O или ∙ SO 4 ∙ H 2 O, FeSO 4 × 7H 2 O или SO 4 × H 2 O

В кристално състояние някои водни комплекси (например меден сулфат) също задържат кристализационна вода, която не е част от вътрешната сфера, която е по-малко здраво свързана и лесно се отцепва при нагряване.

Един от най-многобройните класове комплексни съединения са аминокомплексите (амониатите) и аминатите. Лигандите в тези комплекси са амоняк или аминни молекули. Например: SO 4, Cl 4,

Cl 2.

Анионни комплекси

Лигандите в такива съединения са аниони или отрицателно поляризирани атоми и техните групи.

Анионните комплекси включват:

а) сложни киселини Н, Н 2, Н.

б) двойни и комплексни соли на PtCl 4 × 2KCl или K 2,

HgI 2 × 2KI или K 2.

в) кислородсъдържащи киселини и техните соли H 2 SO 4, K 2 SO 4, H 5 IO 6, K 2 CrO 4.

г) хидроксосали К, Na2.

д) полихалогениди: K, Cs.

Неутрални комплекси

Такива съединения включват комплексни съединения, които нямат външна сфера и не дават сложни йони във водни разтвори: ,, карбонилни комплекси,.

Катионно-анионни комплекси

Съединенията едновременно съдържат както сложен катион, така и сложен анион:

, .

Циклични комплекси (хелати)

Координационни съединения, в които централният атом (или йон) е свързан едновременно с два или повече донорни атома на лиганда, в резултат на което един или повече хетероцикли са затворени, се наричат хелати ... Лигандите, които образуват хелатни пръстени, се наричат ​​хелатиращи (хелиращи) реагенти. Затваряне на хелатния цикъл от такива лиганди се нарича хелация(чрез хелация).Най-обширният и важен клас хелати са металните хелатни комплекси. Способността за координиране на лиганди е присъща на метали от всички степени на окисление. В елементите на основните подгрупи централният комплексообразуващ атом обикновено е в най-висока степен на окисление.

Хелатните реагенти съдържат два основни типа донорни центрове на електрони: а) групи, съдържащи подвижен протон, например —COOH, —OH, —SO3H; когато са координирани към централния йон, е възможно протонно заместване и б) неутрални електрон-даряващи групи, например R 2 CO, R 3 N. Бидентатните лиганди заемат две места във вътрешната координационна сфера на хелата, като етилендиамин (фиг. 3).

Според правилото за циклите на Чугаев най-стабилните хелатни комплекси се образуват, когато цикълът съдържа пет или шест атома. Например, сред диамините от състава H 2 N-(CH 2) n-NH 2, най-стабилните комплекси се образуват за n = 2 (петчленен пръстен) и n = 3 (шестчленен пръстен).

Фиг. 3.Меден (II) бизетилендиамин катион.

Хелати, в които, когато хелатният пръстен се затвори, лигандът използва съдържащи протон и неутрални електрон-донорни групи и е формално свързан с централния атом чрез ковалентна и донорно-акцепторна връзка, наречени са вътрешнокомплексни връзки. По този начин, полидентатни лиганди с киселинни функционални групи могат да образуват интракомплексни съединения. Вътрекомплексните съединения са хелат, при който затварянето на пръстена е придружено от изместване на един или повече протони от киселинни функционални групи от метален йон, по-специално медният (II) глицинат е вътрешнокомплексно съединение:

Фиг. 4.Вътре-комплексно съединение на 8-хидроксихинолин с цинк.

Хемоглобинът и хлорофилът също са вътрешнокомплексни съединения.

Най-важната характеристика на хелатите е тяхната повишена стабилност в сравнение с подобно изградени нециклични комплекси.

Примери за решаване на проблеми

В реакциите Ко Cl 3 + 6 н H 3 = Cl 3 и 2KCI + PtCI 2 = K 2 комплексните съединения Cl 3 и K 2 се наричат комплексни съединения.

Такива съединения се образуват, ако оригиналните молекули могат да проявяват "допълнителна" валентност поради образуването на ковалентна връзка в донорно-акцепторния тип. За да направите това, една от молекулите трябва да съдържа атом със свободни орбитали, а другата молекула трябва да има атом със самотна двойка валентни електрони.

Състав на комплексни съединения. Според координационната теория на А. Вернер се разграничават комплексни съединения вътрешни и външни сфери... Вътрешната сфера (комплексен йон или комплекс), като правило, е затворена в квадратни скоби и се състои от комплексообразуващ агент(атом или йон) и околните лиганди:

лиганд комплексообразуващ агент

[Co (NH 3) 6] CI 3

вътрешна сфера външна сфера

Атоми или йони с вакантни валентни орбитали служат като комплексообразуващи агенти. Най-често срещаните комплексообразуващи агенти са атоми или йони на d-елементите.

Лигандите могат да бъдат молекули или йони, осигуряващи самотни двойки валентни електрони за координация с комплексообразуващ агент.

Определя се броят на координираните лиганди координационен номеркомплексообразуващ агент и зъбност на лигандите. Координационен номере равен на общия брой σ-връзки между комплексообразуващия агент и лигандите, то е се определя от броя на свободните (вакантни) атомни орбитали на комплексообразуващия агент,които осигурява за донорни електронни двойки лиганди.

координационният номер на комплексообразуващия агент е равен на неговата удвоена степен на окисление.

СтоматологиялигандЕ броят на всички σ-връзки, които лигандът може да образува с комплексообразуващия агент; тази стойност се определя като броя на донорните двойки електрони,които лигандът може да осигури за взаимодействие с централния атом. Според тази характеристика се разграничават моно-, ди- и поли-дентатни лиганди. Например, етилендиамин H2N-CH2-CH2-NH2, йони SO42-, CO32- са бидентатни лиганди. Трябва да се има предвид, че лигандите не винаги показват максималното си съзъбие.

В случай на монодентатни лиганди (както в разглежданите примери, амоняк : NH 3 и хлоридни йони CI -) индексът, показващ броя на лигандите, съвпада с координационния номер на комплексообразуващия агент. Примери за други лиганди и техните имена са дадени в таблицата по-долу.

Определяне на заряда на сложен йон (вътрешна сфера). Комплексен йонен заряде равна на алгебричната сума от зарядите на комплексообразуващия агент и лигандите, или е равно на заряда на външната сфера, взета с противоположен знак(правилото на електронеутралността). В съединението Cl 3 външната сфера е образувана от три хлорни йона (CI -) с общ заряд на външната сфера 3-, след което, съгласно правилото за електронеутралитет, вътрешната сфера има заряд 3+: 3 +.

В комплексното съединение K 2 външната сфера се образува от два калиеви йона (K +), чийто общ заряд е 2+, тогава зарядът на вътрешната сфера ще бъде 2-: 2-.

Определяне на заряда на комплексообразуващия агент.

Термините "заряд на комплексообразуващия агент" и "степен на окисление на комплексообразуващия агент" са еднакви тук.

В комплекса 3+ лигандите са електрически неутрални молекули; следователно зарядът на комплекса (3+) се определя от заряда на комплексообразуващия агент Co 3+.

В комплекс 2- зарядът на вътрешната сфера (2-) е равен на алгебричния сбор от зарядите на комплексообразуващия агент и лигандите: -2 = x + 4 × (-1); зарядът на комплексообразуващия агент (степен на окисление) x = +2, т.е. координационният център в този комплекс е Pt 2+.

Катиони или аниони извън вътрешната сфера, свързани с нея чрез електростатични сили на взаимодействие йон - йон, образуват външна сфера комплексно съединение.

Номенклатура на комплексни съединения.

Името на съединенията се определя от вида на комплексното съединение в зависимост от заряда на вътрешната сфера: например:

Cl 3 - се отнася до катионникомплексни съединения, т.к вътрешната сфера (комплекс) 3+ е катион;

K 2 - анионникомплексно съединение, вътрешна сфера 2- е анион;

0 и 0 се отнасят до електрически неутрални комплексни съединения, те не съдържат външна сфера, тъй като вътрешната сфера има нулев заряд.

Общи правила и особености в името на сложните съединения.

Общи правила:

1) във всички видове комплексни съединения първо наричат ​​анионната, след това катионната част на съединението;

2) в битовата сфераза всички видове комплекси, броят на лигандите се обозначава с гръцки цифри: ди, три, тетра, пента, хексаи др.;

2а) ако във вътрешната сфера на комплекса са разположени различни лиганди (това са смесени или смесени лигандни комплекси), първо се посочват номерата и имената на отрицателно заредените лиганди, като се добавя края -О(Cl ˉ - хлоро, OH ˉ - хидроксо, SO 4 2 ˉ - сулфати т.н. (виж таблицата), след това посочете номерата и имената на неутралните лиганди и се нарича вода акваи амоняк - амин;

2б) последното във вътрешната сферанаречен комплексообразуващ агент.

Характеристика: Името на комплексообразуващия агент се определя от това дали е включен в комплексен катион (1), комплексен анион (2) или неутрален комплекс (3).

(1). Комплексообразуващ агент - в комплексния катион.

След имената на всички лиганди във вътрешната сфера на комплекса се дава руското наименование на комплексообразуващия елемент в родителен падеж. Ако даден елемент проявява различно окислително състояние, той се посочва след името си в скоби с цифри. Използва се и номенклатура, указваща не степента на окисление на комплексообразуващия агент, а неговата валентност (с римски цифри).

Пример.Назовете комплексното съединение Cl.

а). Нека дефинираме заряда на вътрешната сфера според правилото: зарядът на вътрешната сфера е равен по големина, но противоположен по знак на заряда на външната сфера; зарядът на външната сфера (определя се от хлорния йон Cl -) е равен на -1, следователно вътрешната сфера има заряд +1 (+) и това е - комплексен катион.

б). Нека изчислим степента на окисление на комплексообразуващия агент (това е платина), тъй като името на съединението трябва да показва неговата степен на окисление. Нека го означим с x и го изчислим от уравнението за електронеутралност (алгебричната сума от степените на окисление на всички атоми на елементите в молекулата е равна на нула): x × 1 + 0 × 3 + (-1) × 2 = 0; x = +2, т.е. Pt (2+).

v). Започваме името на съединението с аниона - хлорид .

G). Освен това наричаме катион + - това е сложен катион, който съдържа различни лиганди - както молекули (NH 3), така и йони (Cl -), следователно първо наричаме заредени лиганди, добавяйки края - О-, т.е. - хлоро , тогава наричаме молекулите на лиганда (това е амоняк NH 3), има 3 от тях, за това използваме гръцката цифра и името на лиганда - триамин , тогава ние наричаме на руски в родителен падеж комплексообразувателя с указание за степента му на окисление - платина (2+) ;

д). Чрез последователно комбиниране на имената (посочени с удебелен курсив) получаваме името на комплексното съединение Cl - хлортриаминплатинов хлорид (2+).

Примери за съединения със сложни катиони и техните имена:

1) Br 2 - нитритен бромид Опентааминванадий (3+);

2) CI - хлорид карбонат Отетрааминхром (3+);

3) (ClO 4) 2 - перхлорат тетрааминмеди (2+);

4) SO 4 - бромен сулфат Опентааминрутения (3+);

5) ClO 4 - перхлорат дибром Отетрааквакобалт (3+).

Таблица. Формули и имена на отрицателно заредени лиганди

(2). Комплексообразуващ агент - в комплексния анион.

След името на лигандите се нарича комплексообразуващият агент; използва се латинското име на елемента, към него се добавя наставка – При ) и валентността или степента на окисление на комплексообразуващия агент е посочена в скоби. Тогава катионът на външната сфера се нарича в родителен падеж. Индексът, показващ броя на катиони в съединението, се определя от валентността на сложния анион и не се показва в името.

Пример.Назовете комплексното съединение (NH 4) 2.

а). Нека дефинираме заряда на вътрешната сфера, той е равен по величина, но противоположен по знак на заряда на външната сфера; зарядът на външната сфера (определя се от амониевите йони NH 4 +) е +2, следователно вътрешната сфера има заряд -2 и това е сложен анион 2-.

б). Степента на окисление на комплексообразуващия агент (това е платина) (означава се с x) се изчислява от уравнението за електронеутралност: (+1) × 2 + x × 1 + (- 1) × 2 + (-1) × 4 = 0 ; x = +4, т.е. Pt (4+).

v). Започваме името на съединението с аниона - (2- (комплексен анион), който съдържа различни лигандни йони: (OH -) и (Cl -), следователно добавяме окончанието към името на лигандите - О-, а техният брой се обозначава с цифри: - тетрахлордихидроксо - , след това извикаме комплексообразуващия агент, използвайки латинското име на елемента, към него добавяме наставка – При(отличителна черта на комплекса от анионен тип) и посочете в скоби валентността или степента на окисление на комплексообразуващия агент - платина (4+).

G). Последният се нарича катион в генитив - амоний.

д). Чрез последователно комбиниране на имената (посочени с удебелен курсив) получаваме името на комплексното съединение (NH 4) 2 - амониев тетрахлородихидроксоплатинат (4+).

Примери за съединения със сложни аниони и техните имена:

1) Mg 2 - трифлуор Охидроксоалуминий в (3+) магнезий;

2) K 2 - дитиосулфат Оди ammincupr в (2+) калий;

3) K 2 - тетрайод О merkur в (2+) калий.

(3). Комплексообразуващ агент - в неутрален комплекс.

След името на всички лиганди, последният се нарича комплексообразуващ агент в именителен падеж и степента на неговото окисление не е посочена, тъй като се определя от електронеутралността на комплекса.

Примери за неутрални комплекси и техните имена:

1) – дихлор Оаквааминплатина;

2) – трибром Отриаминкобалт;

3) - трихлортриаминкобалт.

Така сложната част от името на всички видове сложни съединения винаги съответства на вътрешната сфера на комплекса.

Поведението на комплексните съединения в разтвори. Равновесия в разтвори на комплексни съединения.Нека разгледаме поведението на сложно съединение на диамин сребърен хлорид Cl в разтвор.

Йоните на външната сфера (CI-) се свързват със сложния йон главно чрез силите на електростатично взаимодействие ( йонна връзка), следователно, в разтвор, като йони на силни електролити, почти пълен разпадането на сложно съединение в комплекс и външната сфера е външна сфера или първична дисоциациякомплексни соли:

Cl ® + + Cl - - първична дисоциация.

Лигандите във вътрешната сфера на комплекса са свързани с комплексообразуващия агент чрез донор-акцептор ковалентни връзки; тяхното разцепване (откъсване) от комплексообразуващия агент протича в повечето случаи в незначителна степен, както при слабите електролити, поради което е обратимо. Обратимото разпадане на вътрешната сфера е вторичната дисоциация на комплексното съединение:

+ «Ag + + 2NH 3 - вторична дисоциация.

В резултат на този процес се установява равновесие между сложната частица, централния йон и лигандите. Продължава поетапно с последователно разцепване на лиганди.

Равновесната константа на процеса на вторична дисоциация се нарича константа на нестабилност на комплексните йони:

За гнездене. = × 2 / = 6,8 × 10 - 8.

Той служи като мярка за стабилността на вътрешната сфера: колкото по-стабилен е комплексният йон, толкова по-ниска е неговата константа на нестабилност, толкова по-ниска е концентрацията на йони, образувани по време на дисоциацията на комплекса. Стойностите на константите на нестабилността на комплексите са таблични стойности.

Константите на нестабилност, изразени чрез концентрацията на йони и молекули, се наричат ​​концентрационни константи. Константите на нестабилност, изразени чрез активността на йони и молекули, не зависят от състава и йонната сила на разтвора. Например, за комплекс в общ вид МеХ n (уравнение на дисоциация МеХ n «Ме + nХ) константата на нестабилност има вида:

За гнездене. = a Me × a n X / a MeX n.

При решаване на задачи в случай на достатъчно разредени разтвори е позволено да се използват константи на концентрация, като се приема, че коефициентите на активност на компонентите на системата са практически равни на единица.

Даденото уравнение на вторичната дисоциация е общата реакция на стъпаловиден процес на дисоциация на комплекса с последователно елиминиране на лиганди:

+ «+ + NH 3, K гнездо. 1 = × /

+ "Ag + + NH 3, K гнездо. 2 = × /

+ «Ag + + 2NH 3, K гнездо. = × 2 / = K станция 1 × K станция 2,

където K nest 1 и K nest 2 са стъпаловидни константи на нестабилност на комплекса.

Общата константа на нестабилност на комплекса е равна на произведението на константите на стъпаловидна нестабилност.

От горните уравнения на стъпаловидна дисоциация на комплекса следва, че в разтвора могат да присъстват междинни продукти на дисоциация; с прекомерна концентрация на лигандпоради обратимостта на тези процеси, равновесието на реакциите се измества към изходните вещества и главно в разтвора има недисоцииран комплекс.

За характеризиране на силата на комплекса, освен константата на нестабилност на комплекса, се използва обратната стойност - константата на стабилност на комплекса b st. = 1 / K гнездо. ... b набор също е референтна стойност.

Контролни задачи

181. За даденото комплексно съединение посочете името, степента на окисление (заряда) на комплексообразуващия йон, координационно число. Напишете уравненията за електролитната дисоциация на това съединение и израза за константата на нестабилност на комплекса Cl 2, Cl.

182 *. SO 4, (NO3) 2.

183 *. K2(NO3)2, SO4.

184 *. Na, Cl3.

185 *. Ba, Cl.

186 *. (NH4), Br2.

187 *. Na3, NO3.

188 *. SO4, KCl2, K3.

190 *. , Cl.

Тест по химия - комплексни съединения - СПЕШНО! и получи най-добрия отговор

Отговор от Ник [гуру]
Някои въпроси бяха зададени неправилно, например 7,12,27. Следователно отговорите съдържат предупреждения.
1. Какво е координационното число на комплексообразуващия агент в комплексния йон +2?
В 6
2. Какво е координационното число на комплексообразуващия агент в комплексния йон 2+?
Б) 6
3. Какво е координационното число на комплексообразуващия агент в комплексния йон 2+
Б) 4
4. Какво е координационното число на Cu² + в комплексния йон +?
Б) 4
5. Какво е координационното число на комплексообразуващия агент в комплексния йон: +4?
Б) 6
6. Определете заряда на централния йон в комплексното съединение К4
Б) +2
7. Какъв е зарядът на комплексния йон?
Б) +2 - ако приемем, че комплексообразувателят е Cu (II)
8. Сред солите на желязото дефинирайте комплексната сол:
А) К3
9. Какво е координационното число на Pt4 + в комплексния йон 2+?
А) 4
10. Определете заряда на комплексния йон К2?
Б) +2
11. Коя молекула отговаря на името на меден (II) тетраамин дихлорид?
Б) Cl2
12. Какъв е зарядът на комплексния йон?
Г) +3 - ако приемем, че комплексообразувателят е Cr (III)
13. Сред солите на медта (II) определете комплексната сол:
Б) К2
14. Какво е координационното число на Co3 + в комплексния йон +?
Б) 6
15. Определете заряда на комплексообразуващия агент в комплексното съединение К3?
Г) +3
16. Коя молекула отговаря на името на калиев тетрайодохидрат (II)?
А) К2
17. Какъв е зарядът на комплексния йон?
В 2
18. Сред солите на никел (II) дефинирайте комплексната сол:
Б) SO4
19. Какво е координационното число на Fe3 + в комплексния йон -3?
В 6
20. Определете заряда на комплексообразуващия агент в комплексното съединение К3?
Б) +3
21. Коя молекула отговаря на наименованието сребърен (I) хлорид диамин?
Б) Cl
22. Какъв е зарядът на комплексния йон К4?
Б) -4
23. Сред цинковите соли определете комплексна сол
Б) Na2
24. Какво е координационното число на Pd4 + в 4+ комплексния йон?
Г) 6
25. Определете заряда на комплексообразуващия агент в комплексното съединение Н2?
Б) +2
26. Коя молекула отговаря на името на калиев хексацианоферат (II)?
Г) К4
27. Какъв е зарядът на комплексния йон?
Г) -2 - ако приемем, че комплексообразувателят е Сo (II)
27. Сред съединенията на хрома (III) дефинирайте комплексното съединение
B) [Cr (H2O) 2 (NH3) 4] Cl3
28. Какво е координационното число на кобалта (III) в комплексния йон NO3?
Б) 6
29. Определете заряда на комплексообразуващия агент в комплексното съединение Cl2
А) +3
30. На коя молекула отговаря наименованието натриев тетрайодопаладат (II)?
Г) Na2

Отговор от Джеймс Бонд[новак]
Боже мой

Отговор от коте...[гуру]
#30 последно

Днес работих по този преглед. Ако някой ми е полезен, ще се радвам. Ако някой не разбира - няма проблем.

Амонязите са сложни съединения, в които амонячни NH 3 молекули действат като лиганди. По-точно наименование за комплекси, съдържащи амоняк във вътрешната сфера, е амоняк; въпреки това, NH 3 молекули могат да бъдат намерени не само във вътрешната, но и във външната сфера на съединението - амоняк.

Амониеви соли и амоняци обикновено се разглеждат като два вида сложни съединения, сходни по състав и много свойства, първият - амоняк с киселини, вторият - амоняк със соли предимно на тежки метали.

Амонячните комплекси обикновено се получават чрез взаимодействие на метални соли или хидроксиди с амоняк във воден или неводни разтвори, или чрез обработка на същите соли в кристално състояние газообразен амоняк: Например, медноамонячен комплекс се образува чрез реакцията:

Cu 2+ + 4NH 3 → 2+

Установява се химичната връзка на молекулите на амоняка с комплексообразувател чрез азотен атомкойто служи като донор самотна двойка електрони.

Образуването на амоно комплекси във водни разтвори става последователно заместване на водни молекуливъв вътрешната сфера на аквакомплексите за амонячни молекули:

2+ + NH 3. H 2 O2+ + 2H20;

2+ + NH 3. H 2 O2+ + 2H2O

Не забравяйте за взаимодействието на амоняка със солевия анион. Реакцията на образуване на меден тетраамониат от меден сулфат и воден разтвор на амоняк е както следва:

CuSO 4 + 2NH 3 + 2H 2 O = Cu (OH) 2 + (NH 4) 2 SO 4

Cu (OH) 2 + 4NH 3 = (OH) 2

Друго име на полученото съединение е реагентът на Швейцер, в чистата си форма е експлозивно съединение, често използвано като разтворител за целулоза и при производството на медно-амонячни влакна.

Най-стабилните сред амонячните комплекси:

3+ (b 6 = 1,6. 10 35),

-[Cu (NH 3) 4] 2+ (b 4 = 7,9. 10 12),

2+ (b4 = 4.2. 10 9) и някои други.

Амоняците се унищожават чрез всяко действие, което премахва (при нагряване) или разрушава (чрез действието на окислител) молекулата амоняк, превръщат амоняка в кисела среда в амониев катион (амониевият катион не съдържа самотни двойки електрони и следователно не може да действа като лиганд), или свързват централния атомкомплекс, например, под формата на слабо разтворима утайка:

Cl 2 = NiCl 2 + 6 NH 3 (ж)

SO 4 + 6 Br 2 = CuSO 4 + 12 HBr + 2 N 2 (ж)

SO 4 + 3 H 2 SO 4 = NiSO 4 + 3 (NH 4) 2 SO 4

(OH) 2 + Na2S + 4H2O = CuS¯ + 2 NaOH + 4 NH3. H 2 O (4)

Амониатите се различават както по състав +, 2+, така и по стабилност във водни разтвори, използват се в аналитична химияза откриване и разделяне на метални йони.

При нагряване (в зависимост от налягането - от 80 до 140 ºС) и понижено налягане медните амоняци могат да загубят амоняк и да преминат от формата на тетраамиакат в диамиакат, което е показано на примера на амоняците на меден нитрат в експерименталната работа (2) .

При по-интензивно химическо разлагане медният нитрат може да се разложи до вода, азот и мед. Таблица 1 показва сравнителните характеристики на меден нитрат тетраамикат и амониев нитрат.

Таблица 1: Сравнителни характеристики на меден нитрат тетраамониев и амониев нитрат (3)

Вещество	Формула	Плътност (g / cm e)	Топлина на образуване (кал/мол)	Уравнение на реакцията на разлагане	Топлина на реакция на разлагане		Обем на газа (l/kg)
					kcal / mol	ккал/кг
Амониев нитрат	NH 4 NO 3	1,73	87.3	2H 2 O пара + N 2 + 1 / 2O 2
Меден нитрат тетраамониев	[Cu (NH3) 4] (NO 3) 2			6H2O + 3N 2 + Cu l

Значително по-високата (1,6–1,7 пъти, на единица тегло) топлина на термично разлагане на меден нитрат тетраамонат в сравнение с NH 4 N0 3 предполага, че в тях могат да се инициират сравнително лесно реакции на горене или експлозия. През 1964 г. Preller (4) изследва чувствителността и някои експлозивни свойства на медните (II, кобалт (III) и никел (II) амоняци.) Оказа се, че тези съединения имат значителни експлозивни свойства и скоростта им на детонация е 2400 -3500 m / сек.

Изследователите проведоха и изследване на горенето меден тетраамониев нитрат. Точката на възпламеняване на това съединение е 288°С при скорост на нагряване 20°/min.Способността на медния амоняк да гори при повишено налягане (най-малко 60 атм.) е експериментално установена. Този факт още веднъж потвърждава изложената позиция, според която всяка химическа система, в която може да се осъществи екзотермична химична реакция, когато са избрани подходящи условия, трябва да е в състояние да разпространи в нея реакция на горене.

Медта (II), открита в тетрамиакат, може да бъде редуцирана до (I), за да се получи меден диамоникат. Пример за такава реакция е взаимодействието на синия меден тетраамониум с медни стърготини при стайна температура, леко разбъркване и без взаимодействие с въздух. По време на реакцията синият цвят изчезва.

(OH) 2 + Cu = 2 (OH)

Едновалентният меден диамонат лесно се окислява до тетраминат чрез взаимодействие с атмосферния кислород.

4 (OH) + 2H 2 O + O 2 + 8NH 3 = 4 (OH) 2

заключение:такава работа трябваше да се свърши отдавна. Ще бъде засегнат огромен слой от знания за амонатите на тежки метали, по-специално за медта, които може би трябва да бъдат проучени допълнително в допълнение към нашите разработки и изследвания.

Ярък пример за това е дисертацията на СЕРГЕЕВА АЛЕКСАНДЪР АЛЕКСАНДРОВНА на тема: « ВЛИЯНИЕ НА ФОТОСИНТЕЗАТА НА АММИАКАТОВНАТА, ПРОИЗВОДИТЕЛНОСТТА НА ЗЕМЕДЕЛСКИ КУЛТУРИ И ЕФЕКТИВНОСТ ОТ ИЗПОЛЗВАНЕТО НА ТОРОВЕ „където използването на тежък метален амоняк като тор за подобряване на продуктивността и фотосинтезата на растенията е обстойно доказано.

Списък на използваната литература:

1. Материали от сайта http://ru.wikipedia.org
2. Меден (II) нитрат амоняци Cu (NH3) 4 (NO3) 2 и Cu (NH3) 2 (NO3) 2. Термолиза при понижено налягане. S.S. Дюкарев, И.В. Морозов, Л.Н. Решетова, О.В. Гуз, И.В. Архангелски, Ю.М. Коренев, Ф.М. Спиридонов. Списание Inorg.Khim. 1999 г
3. Ж 9, 1968 UDC 542.4: 541.49 ИЗУЧВАНЕ НА СПОСОБНОСТТА ЗА ГОРИНЕ НА АМОНЯЧНИ НИТРАТИ НА МЕД И КОБАЛТА. А. Шидловски и В. В. Горбунов
4. N. R e 11 e g, Explosivsto "f., 12, 8, 173 (1964)
5. Материали от сайта http://www.alhimik.ru. Методическо ръководство за студенти (MITHT)
6. Майстори от сайта http://chemistry-chemists.com