Главная
страница 1
Комплексные соединения.
Соединения сложного состава, в которых можно выделить центральный атом и непосредственно связанные с ним молекулы или ионы называются комплексными или координационными соединениями. Существование комплексных соединений было установлено Альфредом Вернером, награжденным в 1913 году Нобелевской премией за разработку химии координационных соединений.

Строение комплексных соединений.
K3+[Fe3+(CN)6] [Co3+(NH3)60]Cl3

лиганды лиганды

комплексообразователь комплексообразователь
Fe3+, Co3+ - комплексообразователь, всегда пишется на первом месте после квадратных скобок. Комплексообразователем, как правило, являются металлы и чаще всего d-элементы, но существует целый ряд комплексных соединений, где центральным атомом служит неметалл – Si, P, As.

CN, NH30 – лиганды, молекулы или ионы, окружающие центральный атом, представлены нейтральными молекулами или анионами. Лигандами могут быть и сложные органические соединения.

[Fe3+(CN)6]3−, [Co3+(NH3)60]3+ - комплексный ион или внутренняя сфера, в зависимости от степени окисления может быть комплексным катионом, комплексным анионом, электронейтральным комплексом.

K+, Cl - ионы составляющие внешнею сферу.



Координационное число комплексообразователя – это число атомов лигандов, координированных вокруг центрального атома, обычно бывает четным числом (2,4,6,8). Координационное число центрального атома металлы не связано с его степенью окисления, но, как правило, превышает её.

В зависимости от числа донорных атомов лиганда, различают моно-, би- и полидентантные лиганды. Лиганды, координирующиеся через два или более донорных атомов к одному центральному атому, называются хелатными.

Комплексные соединения, в которых два или более комплексообразователя, называются би- или полиядерными комплексными соединениями – [Sn2(OH)2]2+, [Sn3(OH)4]2+, чаще всего данные комплексы образуются при гидролизе.
Написание комплексных соединений.
При написании формулы внутренней сферы на первом месте после квадратных скобок пишется центральный атом, т.е. комплексообразователь. Затем лиганды с указанием их числа –n, если лиганды разные, то они записываются в следующем порядке – нейтральные лиганды с указанием их числа, потом анионы, также с указанием их числа.

Например:

[Co3+(NH3)50 Cl]2+, [Pt4+(NH3)40Cl2]2+

При составлении формулы комплексного соединения индексы следует расставить таким образом, чтобы сумма всех зарядов была равна нулю.

Например:

K22+[Pt4+(OH)6]2−


Классификация комплексных соединений.
В зависимости от заряда комплексного иона комплексные соединения делятся на катионные, анионные и нейтральные:

катионные

анионные

нейтральные

[Cu(NH3)4]2+(OH)2

[Ni(H2O)4]2+Cl2

[Cr(H2O)5Cl]2+Cl2


K2+[PtF6]2−

K3+[Co(CN)6]3−

Na2+[PdCl6]2−


[Ni(CO)4]

[Pt(NH3)2Cl2]

[Fe(NH3)4Cl2]


Также комплексные соединения делятся на кислоты, основания и соли.
Номенклатура комплексных соединений.
Образование названий анионных и катионных комплексов отличается. Название катионного комплекса начинают записывать с названия внешней сферы, затем одним словом пишется название комплексного катиона, начало которого составляет название лигандов с указанием их числа, обозначаемого префиксами – ди-, три-, тетра-, пента-, гекса-. Последним записывают комплексообразователь с указанием степени окисления римской цифрой.

Например:

[Cu(NH3)4](OH)2 − гидроксид тетраамминмеди(II)

[Cr(H2O)5Cl]Cl2 − хлорид хлоропентааквахрома(III)

[Co(NH3)4(NO2)Cl]NO3 − нитрат хлоронитротетраамминкобальта(III)
Образование названий анионных комплексов начинают с названия комплексного аниона в соответствии с теми же правилами, что и названия комплексного катиона, но с добавлением суффикса «ат» к названию комплексообразователя. Затем называют ионы внешней сферы.

Например:

K3[Co(CN)6] − гексацианокобальтат(III) калия

K[Pt(NH3)Cl3] − трихлороамминплатинат(II) калия

K[Au(CN)2] − дицианоаурат(I) калия
Образование названий нейтральных комплексов начинается с названия и числа лигандов, затем называется комплексообразователь и его степень окисления.

Например:

[Ni(CO)4] − тетракарбонилникеля

[Pt(NH3)2Cl2] − дихлородиамминплатины(II)


Таблица 1. Названия лигандов.

лиганды

название

H2O

NH3

CO

NO

CS



OH

F

Cl

Br

I

CN

NCS

NO2




аква-

амин-


карбонил-

нитрозил-

тиокарбонил-

гидроксо-

фторо-

хлоро-


бромо-

йодо-


циано-

тиоциано- (родано-)

нитро-


Пространственное строение комплексных соединений.
В пространстве комплексные ионы имеют форму многогранников (в соответствии с моделью Кеперта атом металла лежит в центре многогранника, а лиганды располагаются в вершинах многогранника). Возможны следующие конфигурации:

- линейное расположение – комплексы с координационным числом 2 − [CuCl2], [Ag(CN)2].

- плоский равносторонний треугольник – комплексы с координационным числом 3 − [HgI3].

- тетраэдрическая конфигурация – комплексы с координационным числом 4 − [BF4].

- плоский квадрат – комплексы с координационным числом 4 − [Pt(NH3)2Cl2].

- тригонально-бипирамидальная конфигурация - комплексы с координационным числом 5 − [Fe(CO)5].

- октаэдрическая конфигурация − комплексы с координационным числом 6 − [PtCl6]2−.
Изомерия комплексных соединений.

Рассматривают два типа изомерии комплексных соединений. Первый тип изомеров – при котором состав внутренней сферы не изменяется, это может быть пространственная или оптическая изомерия.

Например:

Пространственные изомеры комплексного соединения [Pt(NH3)2Cl2]


Второй тип комплексных изомеров – при котором меняется состав внутренней сферы – ионизационная, гидратная изомерия.

Например:

Гидратная изомерия комплексного соединения [Cr(H2O)6]Cl3:

[Cr(H2O)5Cl]Cl2 ∙ H2O, [Cr(H2O)4Cl2]Cl∙2H2O
Устойчивость комплексных соединений.
В водном растворе диссоциация комплексных соединений протекает полностью на внешнию сферу и комплексный ион. Диссоциация комплексного иона протекает незначительно и характеризуется так называемой константой нестойкости.
[Fe(CN)6]4− ↔ Fe2+ + 6CN

Экспериментальная часть.


Опыт 1. Определение устойчивости комплексного иона.

В одну пробирку внести 5-6 капель раствора хлорида железа (III), во вторую 5-6 капель гексацианоферрата(III)калия, в обе пробирки добавить 2-3 капли роданида калия. Объяснить, почему красная окраска раствора не образуется в пробирке с комплексным соединением. Написать выражение для константы нестойкости комплексного иона, из справочника выписать цифровое значение константы нестойкости.


Опыт 2. Получение аммино-комплексов меди, никеля, кобальта.

В пробирку внести 10 капель сульфата железа и 1-2 капли гидроксида аммония, образовавшийся голубой осадок растворить в избытке гидроксида аммония до образования комплексного соединения ярко фиолетового цвета. Составить уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Назвать комплексное соединение.


В две пробирки внесите по 10 капель растворов хлорида никеля и хлорида кобальта, в обе пробирки добавьте гидроксид аммония, происходит ли изменение цвета. Составьте уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Напишите названия полученных комплексных соединений.
Опыт 3. Образование гидроксокомплексов алюминия, цинка, хрома.

Получите растворы гидроксидов алюминия, цинка, хрома. Исследуйте их кислотно-основные свойства (реакции с кислотами и щелочами). Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Напишите названия полученных комплексных соединений.


Опыт 4. Образование нитрокомплекса кобальта.

В пробирку внести 5-6 капель соли кобальта(II), добавить несколько капель уксусной кислоты и 5-6 капель нитрита калия. Наблюдается образование желтого осадка:

Co2+ + 7NO2 + 3K+ + 2CH3COOH = K3[Co(NO2)6] + NO + 2CH3COO + H2O

Является ли данная реакция окислительно-восстановительной, если да, то найдите окислитель и восстановитель, составьте уравнения электронного баланса.


Опыт 5. Определение содержания в растворе ионов Fe2+, Fe3+.

В две пробирки внесите 5-6 капель соли железа (II), в одну пробирку добавьте 3-4 капли гексацианоферрата(III)калия (красная кровяная соль), во вторую гексацианоферрата(II)калия (желтая кровяная соль). В какой пробирке прошла реакция. Составьте уравнение реакции в молекулярном и ионном виде.



В две пробирки внесите 5-6 капель соли железа (III), в одну пробирку добавьте 3-4 капли гексацианоферрата(III)калия (красная кровяная соль), во вторую гексацианоферрата(II)калия (желтая кровяная соль). В какой пробирке прошла реакция. Составьте уравнение реакции в молекулярном и ионном виде.

Обратите внимание на то, что продуктом реакции будет дно и то же вещество.


Смотрите также:
Комплексные соединения. Комплексными
30.39kb.
1 стр.
Лекции по дисциплине «Химия» на тему: «Комплексные соединения»
141.36kb.
1 стр.
Комплексные соединения
48.44kb.
1 стр.
Р. А. Алиева, Ф. С. Алиева
39.71kb.
1 стр.
Комплексные соединения
65.55kb.
1 стр.
Курс «Комплексные соединения»
10.38kb.
1 стр.
Урок химии в 11 классе «Комплексные соединения. Строение. Классификация и номенклатура»
59.62kb.
1 стр.
Кислородсодержащие соединения галогенов
100.88kb.
1 стр.
Лекция 14. Полимерные материалы
35.47kb.
1 стр.
Комплексные геофизические исследования в Монголии
144.64kb.
1 стр.
Соединение деталей гвоздями
73.67kb.
1 стр.
3. 7 Соединения аiiвvi и другие халькогениды
48.31kb.
1 стр.