Комплексные соединения

Одним из основателей химии комплексных соединений считается швейцарский химик А.Вернер, предложивший координационную теорию строения комплексных соединений. Первые вещества, отнесенные к комплексным, использовались берлинским цехом художников как краски – турнбулева синь и берлинская лазурь. Сегодня эти вещества используют в аналитической химии как реагенты на ионы Fe2+ и Fe3+. Гемоглобин и хлорофилл, без которых невозможно представить жизнь на Земле, – это тоже комплексные соединения. Многие природные минералы также имеют комплексную природу, например криолит. На процессах комплексообразования основано отделение золота от пустой породы. Фотографический процесс также немыслим без комплексных соединений

Главное действующее лицо в комплексном ионе – комплексообразователь. Это положительный ион, имеющий свободные электронные орбитали. Под маской комплексообразователя могут скрываться следующие ионы: Cu2+, Al3+, Fe2+, Fe3+, Cr3+, Zn2+

Кроме комплексообразователя в состав комплексного иона входят лиганды (от лат. ligo – привязываю). Лиганды буквально «связаны по рукам и ногам» своими неподеленными электронными парами, которые они несут как тяжкий груз. Лигандами могут быть нейтральные молекулы и отрицательные ионы

Если комплексообразователь принимает неподеленные электронные пары лигандов на свои свободные электронные орбитали, то образуется комплексный ион (и все довольны)

Число лигандов, связанных с комплексообразователем, называется координационным числом (КЧ). («Лиганды, по порядку номеров рассчитайсь!» – командует комплексообразователь.) Часто, но не всегда, координационное число в два раза превышает валентность. Например, КЧ иона алюминия равно 6, трехвалентного железа – 6, цинка – 4

Комплексный ион, состоящий из комплексообразователя и лигандов, образует внутреннюю сферу комплексного соединения, как бы его дом. А вокруг дома – сад, т. е. внешняя сфера.
Если комплексный ион – катион, то внешнюю сферу составляют анионы – галогениды, сульфат, гидроксид, нитрат . Если комплексный ион – анион, то внешнюю сферу составляют катионы – калий, натрий и др. Если внутренняя сфера образована донорно-акцепторным взаимодействием, то внешняя связана с внутренней электростатическим притяжением. Заряд внешней сферы по величине совпадает с зарядом внутренней сферы.

В квадратные скобки ставят собственно комплекс. Внутри скобок - внутренняя координационная сфера, а за скобками - внешняя.

Комплексы (комплексные, координационные соединения) - это молекулы или ионы, обладающие высокой симметрией, имеющие атом в центре симметрии - центральный атом, комплексообразователь. Вокруг центрального атома располагаются атомы или группы атомов - лиганды, которые и образуют симметричную фигуру.

Квадратный комплекс [Pt(NH3)2Cl2]

Октаэдрмический комплексный ион [CoF6]3-

Комплексные соединения классифицируются по заряду комплексов: катионные - [Ni(NH3)4]2+, анионные - [Co(CN)6 ]3-, нейтральные - [Co(NH3)4Сl2]0;
по составу и химическим свойствам: кислоты - H[AuCl4], основания - [Ag(NH3)2]OH, соли - [Ni(NH3)6]SO4;
по типу лигандов: гидроксокомплексы - K2[Zn(OH)4], аквакомплексы - [Fe(H2O)6]Cl3, ацидокомплексы (лиганды - анионы кислот) - K4[Fe(CN)6], комплексы смешанного типа - K[Co(NH3)2Cl4], [Pt(NH3)4(H2O)2]Cl4.
Названия комплексов строятся по общим правилам IUPAC : читаются и записываются справа налево,
лиганды - с окончанием - о,
анионы - с окончанием - ат.
Некоторые лиганды могут иметь особые названия. Например, молекулы - лиганды Н2О и NH3 называют акво- и аммин, соответственно.

Диссоциация комплексного соединения [Ni(NH3)4]SO4 в водном растворе

Диссоциация комплексного иона и запись выражения константы нестойкости

Электростатическое взаимодействие внутри комплекса (лиганды -нейтральные молекулы)