Složeni spojevi

Sažetak lekcije-predavanja

Ciljevi. Formirati predodžbu o sastavu, strukturi, svojstvima i nomenklaturi složenih spojeva; razviti vještine za određivanje oksidacijskog stanja kompleksirajućeg agensa, sastavljanje jednadžbi za disocijaciju složenih spojeva.
Novi koncepti: kompleksni spoj, agens za stvaranje kompleksa, ligand, koordinacijski broj, vanjske i unutarnje sfere kompleksa.
Oprema i reagensi. Stalak s epruvetama, koncentriranom otopinom amonijaka, otopinama bakrenog (II) sulfata, srebrnog nitrata, natrijevog hidroksida.

TIJEKOM NASTAVE

Laboratorijsko iskustvo. Otopini bakrovog (II) sulfata dodati otopinu amonijaka. Tekućina će postati intenzivno plava.

Što se dogodilo? Kemijska reakcija? Do sada nismo znali da amonijak može reagirati sa solju. Koja je tvar nastala? Koja je njegova formula, struktura, naziv? Kojoj se klasi spojeva može pripisati? Može li amonijak reagirati s drugim solima? Ima li sličnih veza? Na ova pitanja moramo odgovoriti danas.

Za bolje proučavanje svojstava nekih spojeva željeza, bakra, srebra, aluminija potrebno nam je znanje o složenim spojevima.

Nastavimo s našim iskustvom. Dobivenu otopinu podijelite na dva dijela. U jedan dio dodajte lužinu. Taloženje bakrovog (II) hidroksida Cu (OH) 2 se ne opaža, stoga u otopini nema dvostruko nabijenih iona bakra ili ih je premalo. Stoga možemo zaključiti da ioni bakra u interakciji s dodanim amonijakom stvaraju neke nove ione koji ne daju netopivi spoj s OH - ionima.

Istodobno, ioni ostaju nepromijenjeni. To se može provjeriti dodavanjem otopine barijevog klorida u otopinu amonijaka. Odmah će se istaložiti bijeli talog BaSO 4.

Istraživanja su utvrdila da je tamnoplava boja otopine amonijaka posljedica prisutnosti kompleksnih iona 2+ u njoj, nastalih dodatkom četiri molekule amonijaka ionu bakra. Kada voda ispari, ioni 2+ se vežu s ionima, a iz otopine se oslobađaju tamnoplavi kristali čiji je sastav izražen formulom SO 4 H 2 O.

Složeni spojevi su oni koji sadrže složene ione i molekule sposobne postojati iu kristalnom obliku i u otopinama.

Formule molekula ili iona složenih spojeva obično se stavljaju u uglaste zagrade. Složeni spojevi dobivaju se iz konvencionalnih (nekompleksnih) spojeva.

Primjeri dobivanja složenih spojeva

Struktura složenih spojeva razmatra se na temelju teorije koordinacije koju je 1893. predložio švicarski kemičar Alfred Werner, dobitnik Nobelove nagrade. Znanstveno djelovanje odvijao se na Sveučilištu u Zürichu. Znanstvenik je sintetizirao mnoge nove složene spojeve, sistematizirao dosad poznate i novodobivene složene spojeve te razvio eksperimentalne metode za dokazivanje njihove strukture.

A. Werner (1866–1919)

U skladu s ovom teorijom razlikuju se složeni spojevi agens za stvaranje kompleksa, vanjski i unutarnja sfera... Sredstvo za stvaranje kompleksa je obično kation ili neutralni atom. Unutarnja sfera se sastoji od određenog broja iona ili neutralnih molekula, koje su čvrsto vezane za agens za stvaranje kompleksa. Zovu se ligandi... Broj liganada određuje koordinacijski broj(CN) agens za stvaranje kompleksa.

Primjer složene složenice

Spoj SO 4 H 2 O ili CuSO 4 5H 2 O razmatran u primjeru je kristalni hidrat bakrovog (II) sulfata.

Odredimo sastavne dijelove drugih složenih spojeva, na primjer, K 4.
(Referenca. Tvar s formulom HCN je cijanovodična kiselina. Soli cijanovodične kiseline nazivaju se cijanidi.)

Kompleksirajući agens - željezni ion Fe 2+, ligandi - ioni cijanida SN -, koordinacijski broj je jednak šest. Sve u uglastim zagradama je unutarnja sfera. Kalijevi ioni čine vanjsku sferu kompleksnog spoja.

Priroda veze između središnjeg iona (atoma) i liganada može biti dvostruka. S jedne strane, veza je posljedica sila elektrostatičke privlačnosti. S druge strane, između središnjeg atoma i liganada veza se može formirati mehanizmom donor-akceptor po analogiji s amonijevim ionom. U mnogim složenim spojevima, veza između središnjeg iona (atoma) i liganada je posljedica i sila elektrostatičke privlačnosti i veze nastala zbog usamljenih elektronskih parova agensa za stvaranje kompleksa i slobodnih orbitala liganada.

Složeni spojevi s vanjskom sferom jaki su elektroliti i u vodenim otopinama gotovo u potpunosti disociraju u složeni ion i ione vanjska sfera. Na primjer:

SO 4 2+ +.

U reakcijama razmjene kompleksni ioni prelaze s jednog spoja na drugi bez promjene njihovog sastava:

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

Unutarnja sfera može imati pozitivan, negativan ili nulti naboj.

Ako naboj liganada kompenzira naboj agensa za stvaranje kompleksa, tada se takvi kompleksni spojevi nazivaju neutralni ili neelektrolitski kompleksi: oni se sastoje samo od sredstva za stvaranje kompleksa i liganda unutarnje sfere.

Takav neutralni kompleks je npr.

Najtipičniji agens za kompleksiranje su kationi d-elementi.

Ligandi mogu biti:

a) polarne molekule - NH 3, H 2 O, CO, NO;
b) jednostavni ioni - F -, Cl -, Br -, I -, H -, H +;
c) kompleksni ioni - CN -, SCN -, NO 2 -, OH -.

Razmotrite tablicu koja prikazuje koordinacijske brojeve nekih agenasa za kompleksiranje.

Nomenklatura složenih spojeva. U spoju se prvo imenuje anion, a zatim kation. Prilikom određivanja sastava unutarnje sfere, prije svega se pozivaju anioni, dodajući sufiks - O-, na primjer: Cl - - kloro, CN - - cijano, OH - - hidrokso, itd. U daljnjem tekstu neutralni ligandi se nazivaju i prvenstveno amonijak i njegovi derivati. U ovom slučaju koriste izraze: za koordinirani amonijak - ammin, za vodu - aqua... Broj liganada označen je grčkim riječima: 1 - mono, 2 - di, 3 - tri, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa. Zatim prelaze na naziv središnjeg atoma. Ako je središnji atom dio kationa, tada se koristi ruski naziv odgovarajućeg elementa i njegovo oksidacijsko stanje (rimskim brojevima) je navedeno u zagradama. Ako je središnji atom sadržan u anionu, tada koristite latinski naziv elementa, a na kraju dodajte završetak - na... U slučaju neelektrolita, oksidacijsko stanje središnjeg atoma nije navedeno, budući da nedvosmisleno se utvrđuje iz uvjeta da je kompleks električno neutralan.

Primjeri. Za imenovanje kompleksa Sl 2 određuje se oksidacijsko stanje (TAKO.)
NS agens za kompleksiranje - Cu ion NS+ :

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

Oksidacijsko stanje iona kobalta nalazi se na sličan način:

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

Koliki je koordinacijski broj kobalta u ovom spoju? Koliko molekula i iona ima oko središnjeg iona? Koordinacijski broj kobalta je šest.

Ime kompleksnog iona napisano je jednom riječju. Oksidacijsko stanje središnjeg atoma označeno je rimskim brojem u zagradama. Na primjer:

Cl 2 - tetraamin bakar (II) klorid,
NE 3 – dikloroakvatriaminkobalt (III) nitrat,
K 3 - heksacijanoferat (III) kalij,
K 2 - tetrakloroplatinat (II) kalij,
- diklorotetraamincink,
H 2 - heksakloro kositra kiselina.

Na primjeru nekoliko složenih spojeva odredit ćemo strukturu molekula (sredstvo za ionsko kompleksiranje, njegov SO, koordinacijski broj, ligandi, unutarnja i vanjska sfera), dati ime kompleksu, zapisati jednadžbe elektrolitičke disocijacije.

K 4 - kalijev heksacijanoferat (II),

K 4 4K + + 4–.

H - tetrakloroaurinska kiselina (nastala otapanjem zlata u kraljevskoj vodi),

H H + + -.

OH - diamin srebro (I) hidroksid (ova tvar sudjeluje u reakciji "srebrnog zrcala"),

OH + + OH -.

Na - tetrahidroksoaluminat natrij,

Na Na + + -.

Složeni spojevi također uključuju mnoge organske tvari, posebice proizvode interakcije amina s vodom i vama poznatim kiselinama. Na primjer, soli metil amonijevog klorida i fenilamonijev klorid su složeni spojevi. Prema teoriji koordinacije, imaju sljedeću strukturu:

Ovdje je atom dušika sredstvo za stvaranje kompleksa, a atomi vodika na dušikovim, metilnim i fenilnim radikalima su ligandi. Zajedno tvore unutarnju sferu. Vanjska sfera sadrži kloridne ione.

Mnoge organske tvari, koje su od velike važnosti u životu organizama, složeni su spojevi. To uključuje hemoglobin, klorofil, enzimi i dr.

Složeni spojevi se široko koriste:

1) u analitičkoj kemiji za određivanje mnogih iona;
2) odvojiti neke metale i dobiti metale visoke čistoće;
3) kao bojila;
4) za uklanjanje tvrdoće vode;
5) kao katalizatori važnih biokemijskih procesa.

Nomenklatura složenih spojeva sastavni je dio nomenklature anorganskih tvari. Pravila za sastavljanje naziva složenih spojeva su sustavna (nedvosmislena). U skladu s preporukama IUPAC-a, ova pravila su univerzalna, jer se, ako je potrebno, mogu primijeniti na jednostavne anorganske spojeve, ako ne postoje tradicionalni i posebni nazivi za potonje. Imena, građena prema sustavnim pravilima, odgovaraju kemijskim formulama. Formula složenog spoja sastavlja se prema općim pravilima: prvo se piše kation - složen ili običan, zatim anion - složen ili običan. U unutarnjoj sferi kompleksnog spoja prvo se upisuje središnji agens za kompleksiranje atoma, zatim nenabijeni ligandi (molekule), zatim negativno nabijeni ligand-anioni.

Jednojezgreni kompleksi

U nazivima kationskih, neutralnih i većine anionskih kompleksa, središnji atomi imaju ruske nazive odgovarajućih elemenata. U nekim slučajevima, korijeni latinskih naziva elemenata središnjeg kompleksirajućeg atoma koriste se za anionske komplekse. Na primjer, - diklorodiaminplatina, 2- - tetrakloroplatinat (II) –ion, + - kation diamin srebra (I), - - dicijanoargenat (I) -ion.

Naziv kompleksnog iona počinje naznakom sastava unutarnje sfere. Prije svega, anioni koji se nalaze u unutarnjoj sferi navedeni su abecednim redom, dodajući završetak "o" njihovom latinskom nazivu. Na primjer, OH - - hidrokso, Cl - - kloro, CN - - cijano, CH 3 COO - - acetat, CO 3 2- - karbonato, C 2 O 4 2- -oksalat, NCS - -tiocijanato, NO 2 - - nitro, O 2 2- - okso, S 2- - tio, SO 3 2- - sulfito, SO 3 S 2- - tiosulfato, C 5 H 5 - ciklopentadienil itd. Zatim, abecednim redom, označene su neutralne molekule unutarnje sfere. Za neutralne ligande koriste se jednoriječni nazivi tvari bez promjena, na primjer, N 2 -diazot, N 2 H 4 -hidrazin, C 2 H 4 - etilen. U sferi NH 3 se naziva amino, H 2 O - voda, CO - karbonil, NO - nitrozil. Broj liganada je označen grčkim brojevima: di, tri, tetra, penta, hexa, itd. Ako su nazivi liganada složeniji, na primjer, etilendiamin, oni se dodaju prefiksima "bis", "tris", "tetrakis" itd.

Imena složenih spojeva s vanjskom sferom sastoje se od dvije riječi (općenito, "kation anion"). Ime kompleksnog aniona završava nastavkom –at. Oksidacijsko stanje agensa za stvaranje kompleksa označeno je rimskim brojevima u zagradama iza naziva aniona. Na primjer:

K 2 - kalijev tetrakloroplatinat (II),

Na 3 [Fe (NH 3) (CN) 5] - natrijev pentacijanomonoaminferat (II),

H 3 O - oksonijev tetrakloroaurat (III),

K - kalijev dijodojodat (I),

Na 2 - natrijev heksahidroksostannat (IV).

U spojevima s kompleksnim kationom oksidacijsko stanje kompleksirajućeg agensa naznačeno je nakon njegovog naziva rimskim brojevima u zagradama. Na primjer:

Cl - diaminsrebro (I) klorid,

Br - triklorotriaminplatina (IV) bromid,

NE 3 -

Kloronitrotetraaminkobalt (III) nitrat.

Nazivi složenih spojeva - neelektrolita bez vanjske sfere - sastoje se od jedne riječi; oksidacijsko stanje kompleksirajućeg agensa nije naznačeno. Na primjer:

- trifluorotriaquocobalt,

- tetraklorodiamin platina,

- bis (ciklopentadienil) željezo.

Naziv spojeva sa složenim kationom i anionom sastoji se od naziva kationa i aniona, na primjer:

heksanitrokobaltat (III) heksaaminkobalt (III),

trikloroamin platina (II) klorotriamin platina (II).

Za komplekse s ambidentatnim ligandima, naziv označava simbol atoma s kojim je ovaj ligand vezan za središnji kompleksirajući atom:

2- - tetrakis (titianato-N) kobaltat (II) -ion,

2- - tetrakis (tiocijanato-S) živa (II) - ion.

Tradicionalno, ambidentatni ligand NO 2 naziva se nitro ligand ako je atom donora dušik, a nitritni ligand ako je atom donora kisik (–ONO -):

3- - heksanitrokobaltat (III) -ion,

3- - heksanitrit-kobaltat (III) -ion.

Klasifikacija složenih spojeva

Složeni ioni mogu biti dio molekula različitih klasa kemijskih spojeva: kiselina, baza, soli itd. Ovisno o naboju kompleksnog iona razlikuju se kationski, anionski i neutralni kompleksi.

Kationski kompleksi

U kationskim kompleksima središnji kompleksirajući atom su kationi ili pozitivno polarizirani atomi kompleksirajućeg agensa, a ligandi su neutralne molekule, najčešće voda i amonijak. Složeni spojevi u kojima voda djeluje kao ligand nazivaju se aqua kompleksi. Ovi spojevi uključuju kristalne hidrate. Na primjer: MgCl 2 × 6H 2 O

ili Cl 2,

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

U kristalnom stanju, neki aqua kompleksi (na primjer, bakrov sulfat) također zadržavaju kristalizacijsku vodu, koja nije dio unutarnje sfere, koja je manje čvrsto vezana i lako se odvaja kada se zagrijava.

Jedna od najbrojnijih klasa kompleksnih spojeva su aminokompleksi (amonijati) i aminati. Ligandi u tim kompleksima su molekule amonijaka ili amina. Na primjer: SO 4, Cl 4,

Cl 2.

Anionski kompleksi

Ligandi u takvim spojevima su anioni ili negativno polarizirani atomi i njihove skupine.

Anionski kompleksi uključuju:

a) složene kiseline H, H 2, H.

b) dvostruke i kompleksne soli PtCl 4 × 2KCl ili K 2,

HgI 2 × 2KI ili K 2.

c) kiseline koje sadrže kisik i njihove soli H 2 SO 4, K 2 SO 4, H 5 IO 6, K 2 CrO 4.

d) hidroksosoli K, Na2.

e) polihalidi: K, Cs.

Neutralni kompleksi

Takvi spojevi uključuju složene spojeve koji nemaju vanjsku sferu i ne daju kompleksne ione u vodenim otopinama: ,,karbonil kompleksi,.

Kationsko-anionski kompleksi

Spojevi istovremeno sadrže i kompleksni kation i kompleksni anion:

, .

ciklički kompleksi (kelati)

Koordinacijski spojevi u kojima je središnji atom (ili ion) istovremeno vezan za dva ili više atoma donora liganda, zbog čega je jedan ili više heterocikla zatvoreni, nazivaju se kelati ... Ligandi koji tvore kelirajuće prstenove nazivaju se kelirajući (kelatni) reagensi. Zatvaranje kelatnog ciklusa takvim ligandima naziva se kelacija(kelacijom). Najopsežnija i najvažnija klasa kelata su metalni kelatni kompleksi. Sposobnost koordinacije liganada svojstvena je metalima svih oksidacijskih stanja. U elementima glavnih podskupina središnji kompleksirajući atom obično je u najvišem oksidacijskom stanju.

Kelatni reagensi sadrže dvije glavne vrste centara za doniranje elektrona: a) skupine koje sadrže pokretni proton, na primjer, —COOH, —OH, —SO3H; kada su koordinirani na središnji ion, moguća je supstitucija protona i b) neutralne skupine koje daju elektron, na primjer, R 2 CO, R 3 N. Bidentatni ligandi zauzimaju dva mjesta u unutarnjoj koordinacijskoj sferi kelata, kao što je etilendiamin (slika 3).

Prema Chugajevskom pravilu ciklusa, najstabilniji kelatni kompleksi nastaju kada ciklus sadrži pet ili šest atoma. Na primjer, među diaminima sastava H 2 N- (CH 2) n-NH 2, najstabilniji kompleksi nastaju za n = 2 (peteročlani prsten) i n = 3 (šestočlani prsten).

Slika 3. Bakar (II) bisethylenediamin kation.

Kelati u kojima, kada se kelatni prsten zatvori, ligand koristi skupine koje sadrže proton i neutralne elektron-donatorske skupine i formalno je vezan za središnji atom kovalentnom i donor-akceptor vezom, tzv. su unutarkompleksne veze. Dakle, polidentatni ligandi s kiselim funkcionalnim skupinama mogu formirati intrakompleksne spojeve. Intrakompleksni spojevi su kelat u kojem je zatvaranje prstena popraćeno pomicanjem jednog ili više protona iz kiselinskih funkcionalnih skupina ionom metala, posebno, intrakompleksni spoj je bakrov (II) glicinat:

Slika 4. Unutar kompleksni spoj 8-hidroksikinolina s cinkom.

Hemoglobin i klorofil su također intrakompleksni spojevi.

Najvažnija značajka kelata je njihova povećana stabilnost u usporedbi sa slično građenim necikličkim kompleksima.

Primjeri rješavanja problema

U reakcijama Co Cl 3 + 6 N H 3 = Cl 3 i 2KCI + PtCI 2 = K 2 kompleksni spojevi Cl 3 i K 2 nazivaju se složeni spojevi.

Takvi spojevi nastaju ako izvorne molekule mogu pokazati "dodatnu" valenciju zbog stvaranja kovalentne veze u tipu donor-akceptor. Da biste to učinili, jedna od molekula mora sadržavati atom sa slobodnim orbitalama, a druga molekula mora imati atom s usamljenim parom valentnih elektrona.

Sastav složenih spojeva. Prema koordinacijskoj teoriji A. Vernera razlikuju se složeni spojevi unutarnje i vanjske sfere... Unutarnja sfera (kompleksni ion ili kompleks), u pravilu, zatvorena je u uglaste zagrade, a sastoji se od agens za stvaranje kompleksa(atom ili ion) i okolina ligandi:

agens za kompleksiranje liganda

[Co (NH 3) 6] CI 3

unutarnja sfera vanjska sfera

Atomi ili ioni s praznim valentnim orbitalama služe kao agensi za stvaranje kompleksa. Najčešći agens za stvaranje kompleksa su atomi ili ioni d - elemenata.

Ligandi mogu biti molekule ili ioni koji daju usamljene parove valentnih elektrona za koordinaciju s agensom za stvaranje kompleksa.

Određuje se broj koordiniranih liganada koordinacijski broj agens za stvaranje kompleksa i dentitet liganada. Koordinacijski broj jednak je ukupnom broju σ-veza između agensa za stvaranje kompleksa i liganada, to jest određuje se brojem slobodnih (praznih) atomskih orbitala agensa za stvaranje kompleksa, koje osigurava za donorske elektronske parove liganada.

koordinacijski broj agensa za stvaranje kompleksa jednak je njegovom udvostručenom oksidacijskom stanju.

Stomatologija ligand Je broj svih σ-veza koje ligand može formirati s agensom za stvaranje kompleksa; ovu vrijednost definira se kao broj donorskih parova elektrona, koje ligand može osigurati za interakciju sa središnjim atomom. Prema ovoj osobini razlikuju se mono-, di- i poli-dentatni ligandi. Na primjer, etilendiamin H2N-CH2-CH2-NH2, ioni SO42-, CO32- su bidentatni ligandi. Treba imati na umu da ligandi ne pokazuju uvijek svoju maksimalnu denticiju.

U slučaju monodentatnih liganada (kao u primjerima koji se razmatraju, amonijak : NH 3 i kloridni ioni CI -) indeks koji označava broj liganada podudara se s koordinacijskim brojem agensa za stvaranje kompleksa. Primjeri drugih liganada i njihova imena dati su u donjoj tablici.

Određivanje naboja kompleksnog iona (unutarnja sfera). Složeni ionski naboj jednak je algebarskom zbroju naboja agensa za stvaranje kompleksa i liganada, ili jednak je naboju vanjske sfere, uzete s suprotnim predznakom(pravilo elektroneutralnosti). U spoju Cl 3 vanjsku sferu čine tri iona klora (CI -) s ukupnim nabojem vanjske sfere 3-, zatim, prema pravilu elektroneutralnosti, unutarnja sfera ima naboj 3+: 3 +.

U složenom spoju K 2 vanjsku sferu čine dva iona kalija (K +), čiji je ukupni naboj 2+, tada će naboj unutarnje sfere biti 2-: 2-.

Određivanje naboja kompleksirajućeg agensa.

Izrazi "naboj agensa za stvaranje kompleksa" i "oksidacijsko stanje agensa za stvaranje kompleksa" ovdje su isti.

U kompleksu 3+, ligandi su električno neutralne molekule, stoga je naboj kompleksa (3+) određen nabojem agensa za stvaranje kompleksa, Co 3+.

U kompleksu 2- naboj unutarnje sfere (2-) jednak je algebarskom zbroju naboja agensa za stvaranje kompleksa i liganada: -2 = x + 4 × (-1); naboj agensa za stvaranje kompleksa (oksidacijsko stanje) x = +2, t.j. koordinacijski centar u ovom kompleksu je Pt 2+.

Kationi ili anioni izvan unutarnje sfere, povezani s njom elektrostatičkim silama interakcije ion - ion, formiraju vanjska sfera složeni spoj.

Nomenklatura složenih spojeva.

Naziv spojeva određuje se prema vrsti kompleksnog spoja ovisno o naboju unutarnje sfere: na primjer:

Cl 3 - odnosi se na kationski složenih spojeva, jer unutarnja sfera (kompleks) 3+ je kation;

K 2 - anionski kompleksni spoj, unutarnja sfera 2- je anion;

0 i 0 odnose se na električno neutralne kompleksne spojeve, ne sadrže vanjsku kuglu, budući da unutarnja sfera ima nula naboja.

Opća pravila i značajke u nazivu složenih spojeva.

Opća pravila:

1) u svim vrstama složenih spojeva prvo nazivaju anionski, zatim kationski dio spoja;

2) u domaćoj sferi za sve vrste kompleksa, broj liganada je označen grčkim brojevima: di, tri, tetra, penta, heksa itd.;

2a) ako se u unutarnjoj sferi kompleksa nalaze različiti ligandi (to su mješoviti ili mješoviti ligandski kompleksi), prvi se navode brojevi i nazivi negativno nabijenih liganada, uz dodatak završetka -O(Cl ˉ - kloro, OH - hidrokso, SO 4 2 ˉ - sulfato itd. (vidi tablicu), zatim navedite brojeve i nazive neutralnih liganada, a voda se zove aqua, i amonijak - amin;

2b) posljednji u unutarnjoj sferi naziva se sredstvom za stvaranje kompleksa.

Značajka: Naziv agensa za stvaranje kompleksa određuje se prema tome je li uključen u kompleksni kation (1), kompleksni anion (2) ili neutralni kompleks (3).

(1). Kompleksirajući agens - u kompleksnom kationu.

Nakon imena svih liganada u unutarnjoj sferi kompleksa, navodi se ruski naziv kompleksirajućeg elementa u genitivu. Ako element pokazuje različito oksidacijsko stanje, on se označava iza njegovog naziva u zagradama s brojevima. Također se koristi nomenklatura, koja ne označava oksidacijsko stanje za agens kompleksiranja, već njegovu valenciju (rimskim brojevima).

Primjer. Imenujte složeni spoj Cl.

a). Definirajmo naboj unutarnje kugle prema pravilu: naboj unutarnje kugle jednak je po veličini, ali suprotan po predznaku naboju vanjske kugle; naboj vanjske sfere (određen je ionom klora Cl -) jednak je -1, dakle, unutarnja sfera ima naboj od +1 (+), a to je - složeni kation.

b). Izračunajmo oksidacijsko stanje agensa za stvaranje kompleksa (ovo je platina), budući da naziv spoja mora ukazivati ​​na njegovo oksidacijsko stanje. Označimo ga s x i izračunajmo ga iz jednadžbe elektroneutralnosti (algebarski zbroj oksidacijskih stanja svih atoma elemenata u molekuli jednak je nuli): x × 1 + 0 × 3 + (-1) × 2 = 0; x = +2, tj. Pt (2+).

v). Naziv spoja počinjemo s anionom - klorid .

G). Nadalje, kation nazivamo + - to je složeni kation koji sadrži različite ligande - i molekule (NH 3) i ione (Cl -), stoga prije svega nazivamo nabijene ligande, dodajući završetak - O-, tj. - kloro , tada zovemo molekule liganda (ovo je amonijak NH 3), ima ih 3, za to koristimo grčki broj i naziv liganda - triammin , tada u ruskom jeziku u genitivu nazivamo kompleksator s naznakom njegovog oksidacijskog stanja - platina (2+) ;

e). Uzastopnim spajanjem naziva (napisanih podebljanim kurzivom) dobivamo naziv kompleksnog spoja Cl – klorotriaminplatin klorid (2+).

Primjeri spojeva s kompleksnim kationima i njihova imena:

1) Br 2 - nitrit bromid Openta aminvanadij (3+);

2) CI - klorid karbonat Otetra aminkrom (3+);

3) (ClO 4) 2 - perklorat tetra aminmedi (2+);

4) SO 4 - brom sulfat Openta aminrutenija (3+);

5) ClO 4 - perklorat di brom Otetra akvakobalt (3+).

Stol. Formule i nazivi negativno nabijenih liganada

(2). Kompleksirajući agens - u kompleksnom anionu.

Nakon naziva liganada naziva se sredstvo za stvaranje kompleksa; koristi se latinski naziv elementa, na njega se dodaje sufiks -Na ) a valentno ili oksidacijsko stanje agensa za stvaranje kompleksa je navedeno u zagradama. Tada se kation vanjske sfere naziva u genitivu. Indeks koji pokazuje broj kationa u spoju određen je valentnošću kompleksnog aniona i nije prikazan u nazivu.

Primjer. Imenujte kompleksni spoj (NH 4) 2.

a). Definirajmo naboj unutarnje sfere, jednak je po veličini, ali suprotan po predznaku naboju vanjske sfere; naboj vanjske sfere (određen je amonijevim ionima NH 4 +) je +2, dakle, unutarnja sfera ima naboj -2 i to je složeni anion 2-.

b). Oksidacijsko stanje agensa za stvaranje kompleksa (ovo je platina) (označeno s x) izračunava se iz jednadžbe elektroneutralnosti: (+1) × 2 + x × 1 + (- 1) × 2 + (-1) × 4 = 0 ; x = +4, tj. Pt (4+).

v). Naziv spoja počinjemo s anionom - (2- (kompleksni anion), koji sadrži različite ligandne ione: (OH -) i (Cl -), stoga dodajemo završetak - O-, a njihov se broj označava brojevima: - tetraklorodihidrokso - , tada nazivamo agens za kompleksiranje, koristeći latinski naziv elementa, kojemu dodajemo sufiks -Na(posebna značajka kompleksa anionskog tipa) i navedite u zagradama valenciju ili oksidacijsko stanje agensa za stvaranje kompleksa - platina (4+).

G). Potonji se zove kation u genitivu - amonijak.

e). Uzastopnim spajanjem naziva (napisanih podebljanim kurzivom) dobivamo naziv kompleksnog spoja (NH 4) 2 - amonij tetraklorodihidroksoplatinat (4+).

Primjeri spojeva s kompleksnim anionima i njihova imena:

1) Mg 2 - tri fluor O hidroksoalumin na (3+) magnezij;

2) K 2 - di tiosulfat Odi ammincupr na (2+) kalij;

3) K 2 - tetra jod O merkur na (2+) kalij.

(3). Sredstvo za kompleksiranje - u neutralnom kompleksu.

Nakon imena svih liganada, potonji se u nominativu naziva kompleksirajući agens, a stupanj njegove oksidacije nije naznačen jer je određen elektroneutralnošću kompleksa.

Primjeri neutralnih kompleksa i njihova imena:

1) – di klor O akvaminplatina;

2) – tri brom Otri aminkobalt;

3) - triklorotriaminkobalt.

Dakle, složeni dio imena svih vrsta složenih spojeva uvijek odgovara unutarnjoj sferi kompleksa.

Ponašanje složenih spojeva u otopinama. Ravnoteža u otopinama složenih spojeva. Razmotrimo ponašanje složenog spoja diamin srebrnog klorida Cl u otopini.

Ioni vanjske sfere (CI-) povezani su sa kompleksnim ionom uglavnom silama elektrostatičke interakcije ( ionska veza), dakle, u otopini, poput iona jakih elektrolita, gotovo potpuna raspad složenog spoja u kompleks, a vanjska sfera je vanjska sfera ili primarna disocijacija složene soli:

Cl ® + + Cl - - primarna disocijacija.

Ligandi u unutarnjoj sferi kompleksa vezani su na agens za kompleksiranje putem donor-akceptora kovalentne veze; njihovo cijepanje (odvajanje) od agensa za stvaranje kompleksa odvija se u većini slučajeva u neznatnoj mjeri, kao u slabim elektrolitima, stoga je reverzibilno. Reverzibilna dezintegracija unutarnje sfere je sekundarna disocijacija složenog spoja:

+ «Ag + + 2NH 3 - sekundarna disocijacija.

Kao rezultat ovog procesa uspostavlja se ravnoteža između složene čestice, središnjeg iona i liganada. Nastavlja se postupno sa uzastopnim cijepanjem liganada.

Konstanta ravnoteže sekundarnog procesa disocijacije naziva se konstanta nestabilnosti kompleksnih iona:

Za gnijezdo. = × 2 / = 6,8 × 10 - 8.

Služi kao mjera stabilnosti unutarnje sfere: što je kompleksni ion stabilniji, to je niža konstanta njegove nestabilnosti, niža je koncentracija iona nastalih tijekom disocijacije kompleksa. Vrijednosti konstanti nestabilnosti kompleksa su tablične vrijednosti.

Konstante nestabilnosti, izražene u koncentraciji iona i molekula, nazivaju se konstantama koncentracije. Konstante nestabilnosti, izražene kroz aktivnosti iona i molekula, ne ovise o sastavu i ionskoj snazi ​​otopine. Na primjer, za kompleks u općem obliku MeH n (jednadžba disocijacije MeH n «Me + nH) konstanta nestabilnosti ima oblik:

Za gnijezdo. = a Me × a n X / a MeX n.

Prilikom rješavanja problema u slučaju dovoljno razrijeđenih otopina, dopušteno je koristiti konstante koncentracije, uz pretpostavku da su koeficijenti aktivnosti komponenti sustava praktički jednaki jedinici.

Navedena jednadžba sekundarne disocijacije je ukupna reakcija postupnog procesa disocijacije kompleksa sa sekvencijalnom eliminacijom liganada:

+ «+ + NH 3, K gnijezdo. 1 = × /

+ "Ag + + NH 3, K gnijezdo. 2 = × /

+ «Ag + + 2NH 3, K gnijezdo. = × 2 / = K stanica 1 × K stanica 2,

gdje su K gnijezdo 1 i K gnijezdo 2 postupne konstante nestabilnosti kompleksa.

Opća konstanta nestabilnosti kompleksa jednaka je umnošku konstanti stepenaste nestabilnosti.

Iz gornjih jednadžbi postupne disocijacije kompleksa slijedi da u otopini mogu biti prisutni međuprodukti disocijacije; s prekomjernom koncentracijom liganda zbog reverzibilnosti ovih procesa, ravnoteža reakcija se pomiče prema početnim tvarima i uglavnom se u otopini nalazi nedisocirani kompleks.

Za karakterizaciju čvrstoće kompleksa, osim konstante nestabilnosti kompleksa, koristi se inverzna vrijednost - konstanta stabilnosti kompleksa b st. = 1 / K gnijezdo. ... b skup je također referentna vrijednost.

Kontrolni zadaci

181. Za dati kompleksni spoj navedite naziv, oksidacijsko stanje (naboj) kompleksirajućeg iona, koordinacijski broj. Napišite jednadžbe za elektrolitičku disocijaciju ovog spoja i izraz za konstantu nestabilnosti kompleksa Cl 2, Cl.

182 *. SO 4, (NO3) 2.

183 *. K 2 (NO 3) 2, SO4.

184 *. Na, Cl3.

185 *. Ba, Cl.

186 *. (NH 4), Br2.

187 *. Na 3, NO3.

188 *. SO 4, KCl 2, K3.

190 *. , Cl.

Test iz kemije - složeni spojevi - HITNO! i dobio najbolji odgovor

Odgovor od Nicka [gurua]
Neka pitanja su postavljena netočno, na primjer 7,12,27. Stoga odgovori sadrže upozorenja.
1. Koliki je koordinacijski broj agensa za stvaranje kompleksa u kompleksnom ionu +2?
U 6
2. Koliki je koordinacijski broj agensa za stvaranje kompleksa u kompleksnom ionu 2+?
B) 6
3. Koliki je koordinacijski broj kompleksirajućeg agensa u kompleksnom ionu 2+
B) 4
4. Koliki je koordinacijski broj Cu² + u kompleksnom ionu +?
B) 4
5. Koliki je koordinacijski broj agensa za stvaranje kompleksa u kompleksnom ionu: +4?
B) 6
6. Odredite naboj središnjeg iona u kompleksnom spoju K4
B) +2
7. Koliki je naboj kompleksnog iona?
B) +2 - ako pretpostavimo da je agens za stvaranje kompleksa Cu (II)
8. Među solima željeza definirajte kompleksnu sol:
A) K3
9. Koliki je koordinacijski broj Pt4 + u kompleksnom ionu 2+?
A) 4
10. Odredite naboj kompleksnog iona K2?
B) +2
11. Koja molekula odgovara nazivu bakrovog (II) tetraamin diklorida?
B) Cl2
12. Koliki je naboj kompleksnog iona?
D) +3 - ako pretpostavimo da je agens za stvaranje kompleksa Cr (III)
13. Među solima bakra (II) odredi kompleksnu sol:
B) K2
14. Koliki je koordinacijski broj Co3 + u kompleksnom ionu +?
B) 6
15. Odredite naboj kompleksirajućeg agensa u kompleksnom spoju K3?
D) +3
16. Koja molekula odgovara nazivu kalijevog tetrajodohidrata (II)?
A) K2
17. Koliki je naboj kompleksnog iona?
U 2
18. Među solima nikla (II) definirajte kompleksnu sol:
B) SO4
19. Koliki je koordinacijski broj Fe3 + u kompleksnom ionu -3?
U 6
20. Odredite naboj kompleksirajućeg agensa u kompleksnom spoju K3?
B) +3
21. Koja molekula odgovara nazivu srebro (I) klorid diamin?
B) Cl
22. Koliki je naboj kompleksnog iona K4?
B) -4
23. Među solima cinka definiraj složenu sol
B) Na2
24. Koliki je koordinacijski broj Pd4 + u kompleksnom ionu 4+?
D) 6
25. Odredite naboj kompleksirajućeg agensa u kompleksnom spoju H2?
B) +2
26. Koja molekula odgovara nazivu kalijevog heksacijanoferata (II)?
D) K4
27. Koliki je naboj kompleksnog iona?
D) -2 - ako pretpostavimo da je agens za kompleksiranje So (II)
27. Među spojevima kroma (III) definiraj kompleksni spoj
B) [Cr (H2O) 2 (NH3) 4] Cl3
28. Koliki je koordinacijski broj kobalta (III) u kompleksnom ionu NO3?
B) 6
29. Odredite naboj kompleksirajućeg agensa u kompleksnom spoju Cl2
A) +3
30. Kojoj molekuli odgovara naziv natrijev tetrajodopaladat (II)?
D) Na2

Odgovor od James Bond[novak]
o moj Bože

Odgovor od maca...[guru]
#30 zadnji

Danas sam radio na ovoj recenziji. Ako nekome dobro dođe bit će mi drago. Ako netko ne razumije - u redu je.

Amonijaze su složeni spojevi u kojima molekule amonijaka NH 3 djeluju kao ligandi. Točniji naziv za komplekse koji sadrže amonijak u unutarnjoj sferi je amonijak; međutim, molekule NH 3 mogu se naći ne samo u unutarnjoj, već iu vanjskoj sferi spoja - amonijaka.

Amonijeve soli i amonijati se obično smatraju dvije vrste složenih spojeva, sličnih sastava i mnogih svojstava, prvi - amonijak s kiselinama, drugi - amonijak sa solima uglavnom teških metala.

Kompleksi amonijaka se obično dobivaju reakcijom metalnih soli ili hidroksida s amonijakom u vodenoj ili nevodene otopine, ili obradom istih soli u kristalnom stanju plinoviti amonijak: Na primjer, kompleks bakra amonijaka nastaje reakcijom:

Cu 2+ + 4NH 3 → 2+

Uspostavljena je kemijska veza molekula amonijaka s agensom za stvaranje kompleksa kroz atom dušika koji služi kao donator usamljeni par elektrona.

Stvaranje amono kompleksa u vodenim otopinama događa se sekvencijalno zamjena molekula vode u unutarnjoj sferi akvakompleksa za molekule amonijaka:

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

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

Ne zaboravite na interakciju amonijaka s anionom soli. Reakcija stvaranja bakrenog tetraamonijata iz bakrenog sulfata i vodene otopine amonijaka je sljedeća:

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

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

Drugi naziv za dobiveni spoj je Schweitzerov reagens, u svom čistom obliku to je eksplozivni spoj, koji se često koristi kao otapalo za celulozu i u proizvodnji bakreno-amonijačnih vlakana.

Najstabilniji među kompleksima amonijaka:

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

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

2+ (b 4 = 4,2. 10 9) i neke druge.

Amonijaze se uništavaju bilo kojim djelovanjem koje uklanja (pri zagrijavanju) ili uništava (djelovanjem oksidacijskog sredstva) molekulu amonijak, pretvoriti amonijak u kiseloj sredini u amonijev kation (amonijev kation ne sadrži usamljene parove elektrona i stoga ne može djelovati kao ligand), ili vežu središnji atom kompleks, na primjer, u obliku slabo topivog taloga:

Cl 2 = NiCl 2 + 6 NH 3 ( G)

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

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

(OH) 2 + Na 2 S + 4 H 2 O = CuS¯ + 2 NaOH + 4 NH 3. H 2 O (4)

Amonijati se razlikuju kako po sastavu +, 2+, tako i po stabilnosti u vodenim otopinama, koriste se u analitička kemija za detekciju i odvajanje metalnih iona.

Zagrijavanjem (ovisno o tlaku - od 80 do 140 ºS) i smanjenom tlaku, bakreni amonijak može izgubiti amonijak i prijeći iz oblika tetraamiakata u diamiakat, što pokazuje primjer bakrenih nitrat amonijakata u eksperimentalnom radu (2).

S intenzivnijom kemijskom razgradnjom, bakreni nitrat se može razgraditi na vodu, dušik i bakar. U tablici 1 prikazane su usporedne karakteristike bakrenog nitrat tetraamikata i amonijevog nitrata.

Tablica 1: Usporedne karakteristike bakrenog nitrata tetraamonijata i amonijevog nitrata (3)

tvar	Formula	Gustoća (g/cm e)	Toplina stvaranja (cal/mol)	Jednadžba reakcije razgradnje	Toplina reakcije raspadanja		Volumen plina (l/kg)
					kcal/mol	kcal/kg
Amonijev nitrat	NH 4 NO 3	1,73	87.3	2H 2 O para + N 2 + 1 / 2O 2
Bakar nitrat tetraamonijmat	[Cu (NH3) 4] (NO 3) 2			6H2O + 3N 2 + Cu l

Značajno veća (1,6-1,7 puta po jedinici težine) toplina toplinske razgradnje bakrenog nitrat tetraamonata u usporedbi s NH 4 N0 3 sugerira da se u njima relativno lako mogu pokrenuti reakcije izgaranja ili eksplozije. Godine 1964. Preller (4) je proučavao osjetljivost i neka eksplozivna svojstva bakrenih (II, kobalt (III) i nikal (II) amonijata). Pokazalo se da ovi spojevi imaju značajna eksplozivna svojstva i njihova je brzina detonacije 2400 -3500 m. / sek.

Istraživači su također proveli studiju izgaranja tetraamonijev nitrat bakra. Plamište ovog spoja bilo je 288°C pri brzini zagrijavanja od 20°/min. Eksperimentalno je utvrđena sposobnost bakrenog amonijata da gori pri povišenom tlaku (najmanje 60 atm.). Ova činjenica još jednom potvrđuje izneseno stajalište, prema kojem bi svaki kemijski sustav u kojem se može odvijati egzotermna kemijska reakcija, kada su odabrani odgovarajući uvjeti, trebao biti sposoban u njemu propagirati reakciju izgaranja.

Bakar (II) koji se nalazi u tetramiakatu može se reducirati na (I) kako bi se dobio monovalentni bakrov diaminakat. Primjer takve reakcije je interakcija plavog bakrenog tetraamonijata s bakrenim strugotinama na sobnoj temperaturi, uz lagano miješanje i bez interakcije sa zrakom. Tijekom reakcije plava boja nestaje.

(OH) 2 + Cu = 2 (OH)

Monovalentni bakrov diamonat se lako oksidira u tetraminat interakcijom s atmosferskim kisikom.

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

Zaključak: takav je posao trebao biti obavljen odavno. Dotaknut će se golem sloj znanja o amonatima teških metala, posebice bakru, koje bi, možda, trebalo dodatno proučavati uz naše razvoje i istraživanja.

Upečatljiv primjer za to je disertacija SERGEEVAALEXANDER ALEXANDROVNE na temu: « UTJECAJ AMMIAKATOVNE FOTOSINTEZE, PRODUKTIVNOST POLJOPRIVREDNIH USJEVA I UČINKOVITOST UPOTREBE GNOJIVA „gdje je temeljito dokazana upotreba teških metala amonijaka kao gnojiva za poboljšanje produktivnosti i fotosinteze biljaka.

Popis korištene literature:

1. Materijali s web-mjesta http://ru.wikipedia.org
2. Bakar (II) nitrat amonijati Cu (NH3) 4 (NO3) 2 i Cu (NH3) 2 (NO3) 2. Termoliza pod sniženim tlakom. S.S. Dyukarev, I.V. Morozov, L.N. Reshetova, O.V. Guž, I.V. Arkhangelsky, Yu.M. Korenev, F.M. Spiridonov. Časopis Inorg.Khim. 1999
3. Ž 9, 1968. UDK 542.4: 541.49 PROUČAVANJE SPOSOBNOSTI GORENJA AMONIJAK NITRATA BAKRA I KOBALTA A. A. Shidlovsky i V. V. Gorbunov
4. N. R e 11 e g, Explosivsto "f., 12, 8, 173 (1964)
5. Materijali sa stranice http://www.alhimik.ru. Metodički vodič za studente (MITHT)
6. Majstori sa stranice http://chemistry-chemists.com