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 Кн:
.
У типичных комплексных ионов Кн 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.