Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Ко́мплексні сполу́ки або координаці́йні сполу́ки — складні хімічні сполуки, в яких можна виділити центральний атом (комплексоутворювач) і безпосередньо зв'язані з ним молекули або йони (так звані ліганди). Центральний атом та ліганди утворюють внутрішню сферу (комплексний іон), а молекули або йони, які оточують внутрішню сферу — відповідно зовнішню координаційну сферу. Центральним атомом можуть бути як метали змінної валентності з позитивним зарядом ядра, так і неметали. Утворення комплексних сполук широко використовується в різноманітних галузях хімічної технології (виділення, очищення, розділення платинових, рідкісноземельних та деяких інших металів).
Загальні відомості про комплексні сполуки
Хімія комплексних сполук (координаційна хімія) є однією з галузей сучасної хімії, що інтенсивно розвиваються. У зв'язку з цим, поняття «комплексні сполуки» постійно уточнюється і доповнюється.
Відповідно до класичного визначення, комплексні сполуки — це сполуки, до складу яких входять комплексні частинки, що вміщують (комплексоутворювач) оточений лігандами.
За Франком Коттоном і Джефрі Вілкінсоном дане визначення комплексних сполук потребує деяких уточнень:
- і ліганди повинні бути стабільними при звичайних умовах;
- реакції комплексоутворення повинні протікати у звичайних хімічних умовах;
- до комплексних сполук слід віднести також продукти приєднання лігандів до молекул: SiF4 + F- = SiF2-
6 і продукти взаємодії молекул за донорно-акцепторним механізмом: NH3 + BF3 = NH3BF3.
Отже, класичне визначення комплексних сполук потребує доповнень.
Комплексні сполуки — це сполуки, до складу яких входять комплексні частинки (комплекси), що вміщують (комплексоутворювач) оточений лігандами. Утворення комплексів можна представити як результат взаємодії за донорно-акцепторним механізмом стабільних при звичайних умовах частинок: атомів, йонів або молекул.
Приведене вище визначення вказує, що, наприклад, такі частинки як CH4, SO2-
4, NO-
3 та інші недоцільно представляти як комплекси, оскільки частинки C+ і H-, S6+ і О2-, N5+ і О2- при звичайних умовах не існують.
Найхарактернішим комплексоутворення є саме для d-елементів.
Наявність значної кількості валентних частково заповнених орбіталей і схильність до утворення ковалентного зв'язку визначає значну кількість комплексних сполук, що утворюють d-елементи.
Основні терміни
Комплексна сполука — хімічна речовина, до складу якого входять комплексні частинки. В даний час строгого визначення поняття «комплексна частка» немає. Зазвичай використовується наступне визначення.
Комплексна частка — складна частинка, здатна до самостійного існування в кристалі або розчині, утворена з інших, більш простих частинок, також здатних до самостійного існування. Іноді комплексними частинками називають складні хімічні частинки, всі або частину зв'язків в яких утворені за донорно-акцепторним механізмом.
Комплексоутворювач — центральний атом комплексної частинки. Зазвичай комплексоутворювач — атом елемента, що утворює метал, але це може бути й атом кисню, азоту, сірки, йоду й інших елементів, що утворюють неметали. Комплексоутворювач зазвичай позитивно заряджений і в такому випадку іменується в сучасній науковій літературі металоцентром, заряд комплексоутворювача може бути також негативним або рівним нулю.
Ліганди (аденди) — атоми або ізольовані групи атомів, що розташовуються навколо комплексоутворювача. Лігандами можуть бути частинки, до утворення комплексної сполуки представляли собою молекули (H2O, CO, NH3 тощо), аніони (OH−, Cl−, PO43− тощо), а також катіон водню H+.
Внутрішня сфера комплексної сполуки — центральний атом зі зв'язаними із ним лігандами, тобто власне комплексна частка.
Зовнішня сфера комплексної сполуки — інші частинки, пов'язані з комплексною часткою йонними або міжмолекулярними зв'язками, включно з водневими.
Дентатність ліганда визначається числом координаційних місць, займаних лігандом в координаційній сфері комплексоутворювача. Розрізняють монодентатні (унідентатні) ліганди, пов'язані з центральним атомом через один зі своїх атомів, тобто одним ковалентним зв'язком, бідентатні (пов'язані з центральним атомом через два своїх атома, тобто, двома зв'язками), три-, тетрадентатні тощо.
Координаційний поліедр — уявний молекулярний багатогранник, в центрі якого розташований атом-комплексоутворювач, а у вершинах — частинки лігандів, безпосередньо пов'язані з центральним атомом.
Координаційне число (КЧ) — число хімічних зв'язків, утворених центральним атомом з лігандами. Для комплексних сполук з монодентантними лігандами КЧ дорівнює числу лігандів, а в разі полідентантних лігандів — числу таких лігандів, помноженому на дентатність.
Типи комплексних сполук
Існує кілька типів комплексних сполук, в основу яких покладені різні принципи.
За зарядом комплексу
1) Катіонні комплекси утворені в результаті координації навколо позитивного йона нейтральних молекул (H2O, NH3 тощо).
[Zn(NH3)4]Cl2 — хлорид тетраамінцинку(II)
[Co(NH3)6]Cl2 —
2) Аніонні комплекси – комплекси, в ролі комплексоутворювача яких виступає атом з позитивним ступенем окиснення, а лігандами є прості або складні аніони.
K2[BeF4] —
Li[AlH4] — тетрагідридоалюмінат(III) літію
K3[Fe(CN)6] — гексаціаноферат(III) калію
3) Нейтральні комплекси утворюються при координації молекул навколо нейтрального атома, а також при одночасній координації навколо позитивного йона — комплексоутворювача негативних йонів і молекул.
[Ni(CO)4] —
[Pt(NH3)2Cl2] — дихлородіамінплатина(II)
За кількістю місць, займаних лігандами в координаційній сфері
1) Монодентатні ліганди. Такі ліганди бувають нейтральними (молекули Н2О, NH3, CO, NO тощо) і зарядженими (йони CN−, F−, Cl−, OH−, SCN− тощо).
2) Бідентатні ліганди. Прикладами служать ліганди: йон гліцину H2N−CH2−COO−, оксалатний йон −O−CO−CO−O−, карбонат-йон СО32−, сульфат-йон SO42−, тіосульфат-йон S2O32−.
3) Полідентатні ліганді. Наприклад, комплексони — органічні ліганди, що містять в своєму складі кілька груп −С≡N або −COOH (етилендіамінтетраоцтова кислота — ЕДТА). Циклічні комплекси, утворені деякими полідентатними лігандами, відносять до хелатних (гемоглобін та ін.).
За природою ліганда
1) Амміакати — сполуки, в яких лігандами служать молекули аміаку, наприклад: [Cu(NH3)4]SO4, [Co(NH3)6]Cl3, [Pt(NH3)6]Cl4 та ін.
2) Аквакомплекси — в яких лігандом виступає вода: [Co(H2O)6]Cl2, [Al(H2O)6]Cl3 та ін.
3) Карбоніли — комплексні сполуки, в яких лігандами є молекули оксиду вуглецю (II): [Fe(CO)5], [Ni(CO)4].
4) Ацидокомплекси — комплекси, в яких лігандами є кислотні залишки. До них належать комплексні солі: K2[PtCl4], комплексні кислоти: H2[CoCl4], H2[SiF6].
5) Гідроксокомплекси — комплексні сполуки, в яких як ліганди виступають гідроксид-йони: Na2[Zn(OH)4], Na2[Sn(OH)6] та ін.
Геометрія комплексних сполук
Розташування атомів навколо металічного центра (зокрема металів d-блоку) в координаційних частинках. Воно залежить від природи атома металу та його координаційного числа. Певним координаційним числам може відповідати більше одного розташування донорних атомів (менш загальні зазначені в дужках). Координаційному числу 2 відповідає лінійне розташування атомів біля металічного центра, 3 — тригональне планарне (тригональне пірамідальне), 4 — тетраедричне, квадратно планарне, 5 — тригональне біпірамідальне, пірамідальне з квадратом в основі, 6 — октаедричне (тригональне призматичне), 7 — пентагонально біпірамідальне (одновершинно тригонально призматичне, одновершинно октаедричне), 8 — додекаедричне, квадратно антипризматичне, гексагонально пірамідальне (кубічне, двовершинне тригональне призматичне), 9 — тривершиннетригонально призматичне. Така регулярна геометрія незавжди витримується через наявність, наприклад стеричних ефектів.
Координаційні числа d-елементів
Найхарактернішими координаційними числами d-елементів є 4 і 6 (наприклад: [Pt(NH3)4]Cl2, К2[Ni(CN)4], К4[Fe(CN)6], Na3[Co(NO2)6]). Менш характерним є координаційне число 2, яке, як правило, мають d-елементи у ступені окиснення +1, наприклад: [Ag(NH3)2]Cl, Na[Au(CN)2]. Координаційні числа вищі за 6 є мало характерними і зустрічаються лише для деяких d-елементів другого і третього рядів (MI3[ZrF7], MI4[ZrF8]). Величина координаційного числа визначається електронною будовою, а також розмірами і лігандів.
Стабільність комплексів d-елементів
Серед монодентантних лігандів найбільш стабільні комплекси з d-елементами утворюють ціанід-йон, аміак, галогенід-йони і деякі інші. Утворення ціанідних комплексів є характерним для елементів підгрупи міді, підгрупи цинку і d-елементів VIII групи. Вказані вище елементи (за винятком заліза) утворюють також досить стабільні аміачні комплекси. Всі d-елементи утворюють більш-менш стабільні галогенідні комплекси.
Найменш характерним комплексоутворення є для елементів підгрупи скандію і титану. Для даних елементів характерним є утворення фторидних комплексів складу MI3[ЭIIIF6] і MI4[ЭIVF6].
Також для визначення стабільності металорганічних комплексів користуються емпіричним правилом 18 електронів: стабільним буде той комплекс, на зовнішній валентній орбіталі якого є 18, як його власних електронів, так і електронів лігандів.
Багатоядерний комплекс
Багатоядерний комплекс (англ. polynuclear complex) — комплексна сполука, що має два або більше центральних атомів, ліганди яких утворюють координаційні сфери, що сполучаються за рахунок місткових атомів чи груп. Центральні атоми металів можуть також сполучатись між собою, в цьому випадку порядок зв'язків між n атомами металів розраховується за правилом (n×18 — Qe)/2, де Qe — загальна кількість електронів у комплексі.
Див. також
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — .
- Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. —
Посилання
- КОМПЛЕКСНІ СПОЛУКИ [ 23 Березня 2016 у Wayback Machine.] //Фармацевтична енциклопедія
 | Це незавершена стаття з хімії. Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її. |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Ko mpleksni spolu ki abo koordinaci jni spolu ki skladni himichni spoluki v yakih mozhna vidiliti centralnij atom kompleksoutvoryuvach i bezposeredno zv yazani z nim molekuli abo joni tak zvani ligandi Centralnij atom ta ligandi utvoryuyut vnutrishnyu sferu kompleksnij ion a molekuli abo joni yaki otochuyut vnutrishnyu sferu vidpovidno zovnishnyu koordinacijnu sferu Centralnim atomom mozhut buti yak metali zminnoyi valentnosti z pozitivnim zaryadom yadra tak i nemetali Utvorennya kompleksnih spoluk shiroko vikoristovuyetsya v riznomanitnih galuzyah himichnoyi tehnologiyi vidilennya ochishennya rozdilennya platinovih ridkisnozemelnih ta deyakih inshih metaliv Cis platin priklad koordinacijnoyi spoluki Zagalni vidomosti pro kompleksni spolukiHimiya kompleksnih spoluk koordinacijna himiya ye odniyeyu z galuzej suchasnoyi himiyi sho intensivno rozvivayutsya U zv yazku z cim ponyattya kompleksni spoluki postijno utochnyuyetsya i dopovnyuyetsya Vidpovidno do klasichnogo viznachennya kompleksni spoluki ce spoluki do skladu yakih vhodyat kompleksni chastinki sho vmishuyut kompleksoutvoryuvach otochenij ligandami Za Frankom Kottonom i Dzhefri Vilkinsonom dane viznachennya kompleksnih spoluk potrebuye deyakih utochnen i ligandi povinni buti stabilnimi pri zvichajnih umovah reakciyi kompleksoutvorennya povinni protikati u zvichajnih himichnih umovah do kompleksnih spoluk slid vidnesti takozh produkti priyednannya ligandiv do molekul SiF4 F SiF2 6 i produkti vzayemodiyi molekul za donorno akceptornim mehanizmom NH3 BF3 NH3BF3 Otzhe klasichne viznachennya kompleksnih spoluk potrebuye dopovnen Kompleksni spoluki ce spoluki do skladu yakih vhodyat kompleksni chastinki kompleksi sho vmishuyut kompleksoutvoryuvach otochenij ligandami Utvorennya kompleksiv mozhna predstaviti yak rezultat vzayemodiyi za donorno akceptornim mehanizmom stabilnih pri zvichajnih umovah chastinok atomiv joniv abo molekul Privedene vishe viznachennya vkazuye sho napriklad taki chastinki yak CH4 SO2 4 NO 3 ta inshi nedocilno predstavlyati yak kompleksi oskilki chastinki C i H S6 i O2 N5 i O2 pri zvichajnih umovah ne isnuyut Najharakternishim kompleksoutvorennya ye same dlya d elementiv Nayavnist znachnoyi kilkosti valentnih chastkovo zapovnenih orbitalej i shilnist do utvorennya kovalentnogo zv yazku viznachaye znachnu kilkist kompleksnih spoluk sho utvoryuyut d elementi Osnovni terminiKompleksna spoluka himichna rechovina do skladu yakogo vhodyat kompleksni chastinki V danij chas strogogo viznachennya ponyattya kompleksna chastka nemaye Zazvichaj vikoristovuyetsya nastupne viznachennya Kompleksna chastka skladna chastinka zdatna do samostijnogo isnuvannya v kristali abo rozchini utvorena z inshih bilsh prostih chastinok takozh zdatnih do samostijnogo isnuvannya Inodi kompleksnimi chastinkami nazivayut skladni himichni chastinki vsi abo chastinu zv yazkiv v yakih utvoreni za donorno akceptornim mehanizmom Kompleksoutvoryuvach centralnij atom kompleksnoyi chastinki Zazvichaj kompleksoutvoryuvach atom elementa sho utvoryuye metal ale ce mozhe buti j atom kisnyu azotu sirki jodu j inshih elementiv sho utvoryuyut nemetali Kompleksoutvoryuvach zazvichaj pozitivno zaryadzhenij i v takomu vipadku imenuyetsya v suchasnij naukovij literaturi metalocentrom zaryad kompleksoutvoryuvacha mozhe buti takozh negativnim abo rivnim nulyu Ligandi adendi atomi abo izolovani grupi atomiv sho roztashovuyutsya navkolo kompleksoutvoryuvacha Ligandami mozhut buti chastinki do utvorennya kompleksnoyi spoluki predstavlyali soboyu molekuli H2O CO NH3 tosho anioni OH Cl PO43 tosho a takozh kation vodnyu H Vnutrishnya sfera kompleksnoyi spoluki centralnij atom zi zv yazanimi iz nim ligandami tobto vlasne kompleksna chastka Zovnishnya sfera kompleksnoyi spoluki inshi chastinki pov yazani z kompleksnoyu chastkoyu jonnimi abo mizhmolekulyarnimi zv yazkami vklyuchno z vodnevimi Dentatnist liganda viznachayetsya chislom koordinacijnih misc zajmanih ligandom v koordinacijnij sferi kompleksoutvoryuvacha Rozriznyayut monodentatni unidentatni ligandi pov yazani z centralnim atomom cherez odin zi svoyih atomiv tobto odnim kovalentnim zv yazkom bidentatni pov yazani z centralnim atomom cherez dva svoyih atoma tobto dvoma zv yazkami tri tetradentatni tosho Koordinacijnij poliedr uyavnij molekulyarnij bagatogrannik v centri yakogo roztashovanij atom kompleksoutvoryuvach a u vershinah chastinki ligandiv bezposeredno pov yazani z centralnim atomom Koordinacijne chislo KCh chislo himichnih zv yazkiv utvorenih centralnim atomom z ligandami Dlya kompleksnih spoluk z monodentantnimi ligandami KCh dorivnyuye chislu ligandiv a v razi polidentantnih ligandiv chislu takih ligandiv pomnozhenomu na dentatnist Tipi kompleksnih spolukIsnuye kilka tipiv kompleksnih spoluk v osnovu yakih pokladeni rizni principi Za zaryadom kompleksu 1 Kationni kompleksi utvoreni v rezultati koordinaciyi navkolo pozitivnogo jona nejtralnih molekul H2O NH3 tosho Zn NH3 4 Cl2 hlorid tetraamincinku II Co NH3 6 Cl2 inshi movi 2 Anionni kompleksi kompleksi v roli kompleksoutvoryuvacha yakih vistupaye atom z pozitivnim stupenem okisnennya a ligandami ye prosti abo skladni anioni K2 BeF4 inshi movi Li AlH4 tetragidridoalyuminat III litiyu K3 Fe CN 6 geksacianoferat III kaliyu 3 Nejtralni kompleksi utvoryuyutsya pri koordinaciyi molekul navkolo nejtralnogo atoma a takozh pri odnochasnij koordinaciyi navkolo pozitivnogo jona kompleksoutvoryuvacha negativnih joniv i molekul Ni CO 4 inshi movi Pt NH3 2Cl2 dihlorodiaminplatina II Za kilkistyu misc zajmanih ligandami v koordinacijnij sferi Struktura utvorenogo kationom metalu j anionom EDTA 1 Monodentatni ligandi Taki ligandi buvayut nejtralnimi molekuli N2O NH3 CO NO tosho i zaryadzhenimi joni CN F Cl OH SCN tosho 2 Bidentatni ligandi Prikladami sluzhat ligandi jon glicinu H2N CH2 COO oksalatnij jon O CO CO O karbonat jon SO32 sulfat jon SO42 tiosulfat jon S2O32 3 Polidentatni ligandi Napriklad kompleksoni organichni ligandi sho mistyat v svoyemu skladi kilka grup S N abo COOH etilendiamintetraoctova kislota EDTA Ciklichni kompleksi utvoreni deyakimi polidentatnimi ligandami vidnosyat do helatnih gemoglobin ta in Za prirodoyu liganda 1 Ammiakati spoluki v yakih ligandami sluzhat molekuli amiaku napriklad Cu NH3 4 SO4 Co NH3 6 Cl3 Pt NH3 6 Cl4 ta in 2 Akvakompleksi v yakih ligandom vistupaye voda Co H2O 6 Cl2 Al H2O 6 Cl3 ta in 3 Karbonili kompleksni spoluki v yakih ligandami ye molekuli oksidu vuglecyu II Fe CO 5 Ni CO 4 4 Acidokompleksi kompleksi v yakih ligandami ye kislotni zalishki Do nih nalezhat kompleksni soli K2 PtCl4 kompleksni kisloti H2 CoCl4 H2 SiF6 5 Gidroksokompleksi kompleksni spoluki v yakih yak ligandi vistupayut gidroksid joni Na2 Zn OH 4 Na2 Sn OH 6 ta in Geometriya kompleksnih spolukRoztashuvannya atomiv navkolo metalichnogo centra zokrema metaliv d bloku v koordinacijnih chastinkah Vono zalezhit vid prirodi atoma metalu ta jogo koordinacijnogo chisla Pevnim koordinacijnim chislam mozhe vidpovidati bilshe odnogo roztashuvannya donornih atomiv mensh zagalni zaznacheni v duzhkah Koordinacijnomu chislu 2 vidpovidaye linijne roztashuvannya atomiv bilya metalichnogo centra 3 trigonalne planarne trigonalne piramidalne 4 tetraedrichne kvadratno planarne 5 trigonalne bipiramidalne piramidalne z kvadratom v osnovi 6 oktaedrichne trigonalne prizmatichne 7 pentagonalno bipiramidalne odnovershinno trigonalno prizmatichne odnovershinno oktaedrichne 8 dodekaedrichne kvadratno antiprizmatichne geksagonalno piramidalne kubichne dvovershinne trigonalne prizmatichne 9 trivershinnetrigonalno prizmatichne Taka regulyarna geometriya nezavzhdi vitrimuyetsya cherez nayavnist napriklad sterichnih efektiv Koordinacijni chisla d elementivNajharakternishimi koordinacijnimi chislami d elementiv ye 4 i 6 napriklad Pt NH3 4 Cl2 K2 Ni CN 4 K4 Fe CN 6 Na3 Co NO2 6 Mensh harakternim ye koordinacijne chislo 2 yake yak pravilo mayut d elementi u stupeni okisnennya 1 napriklad Ag NH3 2 Cl Na Au CN 2 Koordinacijni chisla vishi za 6 ye malo harakternimi i zustrichayutsya lishe dlya deyakih d elementiv drugogo i tretogo ryadiv MI3 ZrF7 MI4 ZrF8 Velichina koordinacijnogo chisla viznachayetsya elektronnoyu budovoyu a takozh rozmirami i ligandiv Stabilnist kompleksiv d elementiv Sered monodentantnih ligandiv najbilsh stabilni kompleksi z d elementami utvoryuyut cianid jon amiak galogenid joni i deyaki inshi Utvorennya cianidnih kompleksiv ye harakternim dlya elementiv pidgrupi midi pidgrupi cinku i d elementiv VIII grupi Vkazani vishe elementi za vinyatkom zaliza utvoryuyut takozh dosit stabilni amiachni kompleksi Vsi d elementi utvoryuyut bilsh mensh stabilni galogenidni kompleksi Najmensh harakternim kompleksoutvorennya ye dlya elementiv pidgrupi skandiyu i titanu Dlya danih elementiv harakternim ye utvorennya ftoridnih kompleksiv skladu MI3 EIIIF6 i MI4 EIVF6 Takozh dlya viznachennya stabilnosti metalorganichnih kompleksiv koristuyutsya empirichnim pravilom 18 elektroniv stabilnim bude toj kompleks na zovnishnij valentnij orbitali yakogo ye 18 yak jogo vlasnih elektroniv tak i elektroniv ligandiv Bagatoyadernij kompleksBagatoyadernij kompleks angl polynuclear complex kompleksna spoluka sho maye dva abo bilshe centralnih atomiv ligandi yakih utvoryuyut koordinacijni sferi sho spoluchayutsya za rahunok mistkovih atomiv chi grup Centralni atomi metaliv mozhut takozh spoluchatis mizh soboyu v comu vipadku poryadok zv yazkiv mizh n atomami metaliv rozrahovuyetsya za pravilom n 18 Qe 2 de Qe zagalna kilkist elektroniv u kompleksi Div takozhKompleksometriya Pravilo 18 elektroniv Trans efekt Koordinacijna sfera Geometriya koordinacijnih spolukLiteraturaMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2004 T 1 A K 640 s ISBN 966 7804 14 3 Glosarij terminiv z himiyi J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Doneck Veber 2008 758 s ISBN 978 966 335 206 0PosilannyaKOMPLEKSNI SPOLUKI 23 Bereznya 2016 u Wayback Machine Farmacevtichna enciklopediya Ce nezavershena stattya z himiyi Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi