КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Комплексные соединения - это вещества, содержащие «центральный атом» – комплексообразователь, с которым в неионогенной связи находится определенное количество атомов, ионов или молекул, составляющих внутреннюю сферу.

При написании формул таких соединений комплексные ион или молекулы заключают в квадратные скобки, а справа вверху (для ионов) указывают их заряд (например, [Ag(NH₃)₂]⁺). Часть комплексного соединения, заключенная в квадратные скобки, называется внутренней сферой. Ионы, находящиеся снаружи, образуют его внешнюю сферу.

Центральный ион внутренней сферы, удерживающий около себя определенное число других ионов или молекул, называется комплексообразователем. С комплексообразователем связаны (координированы) полярные молекулы или ионы, которые называются лигандами (или аддендами).

Способность к образованию комплексных соединений связана с электронным строением атомов. Особенно легко образуют комплексные ионы элементы d-семейства, например: Ag⁺, Au³⁺, Cu²⁺, Hg²⁺, Zn²⁺, Fe²⁺, Cd²⁺ и др. Однако роль комплексообразователей могут играть и некоторые неметаллы, например кремний в комплексной соли K₂[SiF₆].

В качестве лигандов (аддендов) выступает целый ряд отрицательно заряженных ионов, например F^-, OH^-, NO , CO и др. Лигандами могут служить и электронейтральные полярные молекулы, такие как NH₃, Н₂О, РН₃, СО и т. п.

Количество химических связей между комплексообразователем и лигандами определяет координационное число комплексообразователя. Координационное число зависит в основном от природы комплексообразователя и лигандов, а также от условий образования комплексного соединения.

При составлении названия комплексного соединения используются следующие правила:

1) если соединение состоит из комплексного иона и ионов внешней сферы, т. е. является комплексной солью, то первым называется анион в именительном падеже, а затем катион в родительном падеже;

2) при названии комплексного иона сначала указываются лиганды, затем комплексообразователь;

3) молекулярные лиганды соответствуют названиям молекул (кроме воды и аммиака), для их обозначения применяются термины «аква» и «аммин».

К анионным лигандам добавляют окончание "о", например:
F^- – фторо. O – оксо, CNS^- – родано, Cl^- – хлоро, NO – нитрато, ОН^- – гидроксо, Вг^- – бромо, CN^- – циано, SO – сульфато, S₂O – тиосульфато, CO – карбонато, PO – фосфато, NO – нитро.

Для обозначения количества лигандов используются греческие числительные: 2 – ди-, 3 – три-, 4 – тетра-, 5 – пента-, 6- гекса-.

4) если комплексный ион – катион, то для названия комплексообразователя используют русское наименование элемента, если анион, то латинское. После названия комплексообразователя римской цифрой в круглых скобках указывают его степень окисления. У нейтральных комплексов название центрального атома дается в именительном падеже, а его степень окисления не указывается.

Например:

[Ag(NH₃)₂]Cl – хлорид диамминсеребра;

K₂[PtCl₆] – гексахлороплатинат (IV) калия;

[Ni(NH₃)₆][Co(NO₂)₆] – гексанитрокобальтат (III) гексаамминникеля (III).

Необходимо обратить внимание, что формула комплексного соединения читается в обратной последовательности ее записи.

В водном растворе комплексные соединения диссоциируют по типу диссоциации сильного электролита – на комплексный ион и ионы, составляющие внешнюю сферу, например:

Na₃[Co(NO₂)₆] 3Na⁺+[Co(NO₂)₆]^3–.

Внутренняя сфера типичных комплексных соединений в растворах может диссоциировать на ионы или на ионы и молекулы (по типу диссоциации слабого электролита). Например, ион

[Co(NO₂)₆]^3- Co³⁺ + 6NO .

Электролитическая диссоциация комплексных ионов подчиняется закону действующих масс и количественно характеризуется константой диссоциации, которая носит название константы нестойкости К_н:

.

У типичных комплексных ионов К_н очень мала и является мерой его устойчивости.

 

Пример 1. Определите заряд комплексного иона, координационное число (к.ч.) и степень окисления комплексообразователя в соединениях: а) К₄[Fe(CN)₆]; б) Nа[Ag(NO₂)₂]; в) К₂[МoF₈];

г) [Cr(H₂O)₂(NH₃)₃Cl]Cl₂.