Комплексные соединения. Структура. Пространственное строение и изомерия.

Комплексные соединения или координационные соединения- это частицы (нейтральные молекулы или ионы), которые образуются в результате присоединения к данному иону (или атому), называемому комплексообразователем, нейтральных молекул или других ионов, называемых лигандами. Комплексообразователь обычно + заряжен. Теория комплексных соединений (координационная теория) была предложенная в 1893г. А.Вернером.

Согласно координационной теории, в молекуле любого комплексного соединения один из ионов, обычно + заряженный, занимает центральное место и называется комплексообразователем или центральным ионом. Вокруг него в непосредственной близости расположено (координировано) некоторое число противоположно заряженных ионов или электронейтральных молекул, называемых ЛИГАНДАМИ иобразующих внутреннюю координационную сферу соединения. Остальные ионы, не разместившиеся во внутренней сфере, находятся на более далеком расстоянии от центрального иона, составляя внешнюю координационную сферу. Число лигандов, окружающих центральный ион, наз координационным числом.

Внутренняя сфера комплекса в значительной степени сохраняет стабильность при растворении. Ее границы показывают показываются квадратными скобками. Ионы, находящиеся во внешней сфере, в растворах легко отщепляются. Например, координационная формула комплексной соли состава: PtCl₄•2KCl такова: K₂[PtCl₆] Здесь внутренняя сфера состоит из центрального атома платины в степени окисленности +4 и хлорида ионов, аионы калия находятся во внешней сфере.

Под изомерией понимают способность веществ образовывать несколько соединений одинакового состава, отличающихся взаимным расположением атомов в молекуле, а следовательно, различных по свойствам. Основные виды изомерии комплексных соединений – геометрическая, оптическая, сольватная (или гидратная) и ионная.

Геометрическая изомерия вызвана неодинаковым размещением лигандов во внутренней сфере относительно друг друга.

Оптическая изомерия связана со способностью некоторых комплексных соединений существовать в виде двух форм, не совмещаемых в трехмерном пространстве и являющихся зеркальным отображением друг друга

Сольватная (гидратная) изомерия заключается в различном распределении молекул растворителя между внутренней и внешней сферами комплексного соединения, в различном характере химической связи молекул воды с комплексообразователем.

Ионная изомерия связана с различным распределением заряженных лигандов м/двнешней и внутренней сферами комп-ого соединения.

Способность атомов различных элементов к комплексообразованию. Номенклатура КС. Константа устойчивости.

Современная номенклатура КС основана на рекомендациях ИЮПАК.

Названия лигандов. Названия анионных лигандов получают концевую гласную - о, которой сопровождается название соответствующего аниона (NO₂^--нитро; CN^--циано). Иногда анионные лиганды имеют спец. названия, например O^2--оксо, S^2--тио, HS^--меркапто. Для нейтральных лигандов используют номенклатурные названия веществ без изменений (N₂-диазот, N₂H₄-гидразин, C₂H₄-этилен). Для катионных лигандов применяют следующие названия: N₂H₅⁺-гидразиний; NO₂⁺-нитроилий; NO⁺-нитрозилий; H⁺-гидро.

Порядок перечисления лигандов. Названия веществ строят из названий лигандов с предшествующей числовой приставкой (греческое числительное), указывающей число лигандов каждого типа в формуле, и названия комплексообразователя в определенной форме. Если название лиганда уже содержит числовую приставку, то используют умножающие приставки: бис-, трис-, тетракис-, пентакис- и др. Перечисление лигандов ведут от - заряда лиганда к нейтральному и затем положительному, т.е. справа налево

Нейтральные комплексы. Названия комплексов без внешней сферы состоят из одного слова. Вначале указывается число и названия лигандов (для лигандов каждого вида отдельно), затем название центрального атома в именительном падеже ([Al₂Cl₆] – гексахлородиалюминий).

Комплексные катионы. Названия комплексных катионов состоят из числа и названия лигандов и названия комплексообразователя (для многоядерных комплексов – с указанием их числа). Обозначение степени окисления комплексообразователя дают римскими цифрами в скобках после названия ([Ag(NH₃)₂]⁺ - катион диамминсеребра(I)).

Комплексные анионы. Название комплексного аниона строится из числа и названия лигандов, корня названия элемента-комплексообразователя, суффикса -ат и указания степени окисления комплексообразователя ([BF₄]^- - тетрафтороборат(III)-ион).Для целого ряда элементов-комплексообразователей вместо русских используются корни их латинских названий: Ag- аргент-; Au- аур-; Cu- купр-; Fe- ферр-; Hg- меркур-; Mn- манган-; Ni- никкол-; Pb- плюмб-; Sb- стиб-; Sn-станн-.

Для определения устойчивости или прочности комплексов ML_n изучают обатимую реакцию образования этого комплекса: М+nL↔ ML_n Определяемая на основе зак. действующих масс константа этого равновесия наз константой устойчивости комплекса: Чем больше равновесие сдвинуто вправо (в сторону образования комплекса), тем больше равновесная концентрация.