Номенклатура комплексных соединений

Названия комплексных соединений (солей) образуют по общему правилу:сначала называют анион, а затем – катион в родительном падеже.

1.Название комплексного катионасоставляют следующим образом:

а. Сначала указывают числа (используя греческие числительные) и названия анионных (отрицательно заряженных) лигандов с окончанием «о».

Греческие числительные:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
моно ди три тетра пента гекса гепта окта нона дека

Названия анионных лигандов:

Сl CN 32– 42– ОН 2 СNS СО32– N3
хлоро циано сульфито сульфато гидроксо нитро родано карбонато азидо

б. Затем называют числа и названия нейтральных лигандов:

Н2О 3 СО NO
аква аммин карбонил нитрозил

в. Последним называется комплексообразователь в родительном падеже с указанием степени его окисления (в скобках римскими цифрами после названия комплексообразователя).

Например, [Pt(NH33Cl]Cl – хлорид хлоротриамминплатины (II).

Если металл образует ион с одной степенью окисления, то она в название комплекса может не входить. Например, [Zn(NH3)4]Cl2 – дихлорид тетраамминцинка.

2. Название комплексного анионаобразуется аналогичным образом, с добавлением суффикса «ат» к корню латинского названия комплексообразователя (например, феррат, никелат, хромат, кобальтат, купрат и т.д.).

Например:

K2[PtCl6] – гексахлороплатинат (IV) калия;

Ba[Cr(NH3)2(SCN)4]2 – тетрароданодиамминхромат (III) бария;

K3[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (III) калия;

K2[BeF4] – тетрафторобериллат калия.

3. Названия нейтральных комплексных частиц образуются так же, как и катионов, но комплексообразователь называют в именительном падеже, а степень его окисления не указывают, т.к. она определяется электронейтральностью комплекса.

Например:

[Pt(NH3)2Cl2] – дихлородиамминплатина;

[Ni(CO)4] – тетракарбонилникель.

Классификация комплексных соединений

Комплексные соединения очень разнообразны по строению и свойствам. Системы их классификации основываются на различных принципах:

1. По характеру электрического заряда различают катионные, анионные и нейтральные комплексы.

Комплекс с положительным зарядом называют катионным, например, [Cu(NН3)4]2+, с отрицательным зарядом – анионным, например, [Cd(СN)4]2–, с нулевым зарядом – нейтральным, например, [Fе(СО)5].

2. По типу лигандов различают:

а. Аквакомплексы или гидраты – комплексные соединения, в которых лигандами являются молекулы воды.

Например: [Cr(H2O)6]Cl3 – хлорид гексааквахрома (III);

[Co(H2O)6]Cl2 – хлорид гексааквакобальта (II).

б. Аммиакаты – комплексные соединения, в которых лигандами являются молекулы аммиака (NН).

Например:[Zn(NH3)4]SO4 – сульфат тетраамминцинка;

[Ag(NH3)2]Cl – хлорид диамминсеребра (I).

в. Карбонилы металлов – комплексные соединения, в которых лигандами служат молекулы оксида углерода (II).

Например, [Fe(CO)5] – пентакарбонилжелезо.

г. Ацидокомплексы – комплексные соединения, в которых лигандами являются кислотные остатки - анионы каких-либо кислот (F, Cl, Br, I, CN, NO2, SO42–, PO43– и др.). К ацидокомплексам относятся двойные соли и гидроксокомплексы (у них лиганд гидроксид – ион ОН).

Между этими классами существуют переходные ряды, которые включают комплексы с различными лигандами.

Например: К[Pt(NH33Cl3] – трихлоротриамминплатинат (II) калия.

3. По химическим свойствам различают кислоты, основания, соли, неэлектролиты:

а) кислоты, например:H[AuCl4] – тетрахлороаурат (III) водорода;H2[PtCl6] – гексахлороплатинат (IV) водорода;

б) основания, например:[Cu(NH3)4](OH)2 – гидроксид тетраамминмеди (II);[Ag(NH3)2]OH – гидроксид диамминсеребра;

в) соли, например:K3[Al(OH)6] – гексагидроксоалюминат калия;

[Cr(H2O)6]Cl3 – хлорид гексааквахрома (III);г) неэлектролиты, например, [Pt(NH3)2Cl2] – дихлородиамминплатина.

Образование химических связей в комплексных соединениях

Для объяснения образования и свойств комплексных соединений в настоящее время применяют ряд теорий:

- метод валентных связей (МВС);

- теория кристаллического поля;

- метод молекулярных орбиталей.

Согласно МВСпри образовании комплексов между комплексообразователем и лигандами возникает ковалентная связь по донорно-акцепторному механизму.

Комплексообразователи имеют вакантные орбитали, т.е. играют роль акцепторов. Как правило, в образовании связей участвуют различные вакантные орбитали комплексообразователя, поэтому происходит их гибридизация.

Лиганды имеют неподеленные пары электронов и играют роль доноров в донорно-акцепторном механизме образования ковалентной связи.

Для примера рассмотрим образование комплекса [Zn(NH3)4]2+. Электронные формулы валентных электронов:

- атома Zn – 3d10 4s2;

- комплексообразователя иона цинка

E  
E
E
E
E
 
 
 
 


Zn2+ – 3d10 4s0

                                           3d4s4p

Как видно, у иона цинка на внешнем электронном уровне имеются четыре близкие по энергии вакантные атомные орбитали (одна 4s и три 4р), которые будут подвергаться sр3- гибридизации; ион Zn2+, как комплексообразователь, имеет к.ч.=4.

При взаимодействии иона цинка с молекулами аммиака, атомы азота которого имеют неподеленные пары электронов (:NН3), образуется комплекс:

Пространственная структура комплекса определяется типом гибридизации атомных орбиталей комплексообразователя (в данном случае тетраэдр). Координационное число зависит от числа вакантных орбиталей комплексообразователя.

При образовании донорно-акцепторных связей в комплексах могут использоваться не только s- и р- орбитали, но и d-орбитали. В этих случаях происходит гибридизация с участием d-орбиталей. Ниже в таблице приведены некоторые виды гибридизации и соответствующие им пространственные структуры:

Гибридизация Структура комплекса Комплексообразователь
sp Линейная Ag+, Сu
sp3 Тетраэдрическая Al3+, Zn2+, Co2+, Ti3+, Fe2+, Ni2+
sp2d Плоская квадратная Pt2+, Pd2+, Cu2+, Ni2+, Au3+
sp3d2 Октаэдрическая Cr3+, Co3+, Ni2+, Pd4+, Pt4+

Таким образом, МВС позволяет предсказать состав и структуру комплекса. Однако этот метод не может объяснить такие свойства комплексов, как прочность, цвет и магнитные свойства. Вышеуказанные свойства комплексных соединений описывает теория кристаллического поля.


Дата: 2019-02-19, просмотров: 9.