Химическая связь координационных соединений
Номенклатура координационных соединений
Называют сначала анион (в именительном падеже), затем катион (в родительном падеже). Названия некоторых лигандов: NH3 - аммин, H2O - акво, CN- - циано, Cl- - хлоро, OH- - гидроксо. Названия координационных чисел: 2 - ди, 3 - три, 4 - тетра, 5 - пента, 6 - гекса. Называя комплексообразователь, надо указать его степень окисления.
Примеры: [Ag(NH3)2]Cl - хлорид диамминсеребра(I)
[Cu(NH3)4]SO4 - сульфат тетрааминмеди(II)
K3[Fe(CN)6] - гексацианоферрат(III) калия
K2[PtCl4] - тетрахлороплатинат(II) калия
[PtCl4(NH3)2] - диамминтетрахлороплатина(IV)
Согласно теории валентных связей лиганды связаны с центральным атомом донорно-акцепторной связью. Центральный атом является акцептором, а лиганды - донорами. Эта донорно-акцепторная связь может сопровождаться другой (дативной) связью, в которой комплексообразователь является донором, лиганды акцепторами. Координационная связь может быть образована центральным атомом в его основном или возбужденных состояниях. Обычно, чтобы судить о состоянии центрального атома, нужно иметь дополнительную информацию о его магнитных свойствах.
При необходимости допускается использование внешних орбиталей соответствующей симметрии. Например, использование 4d-АО для комплексов 3d-металлов. Образующиеся при этом внешнеорбитальные, высокоспиновые комплексы, как правило, менее устойчивы по сравнению с образующимися с использованием лишь 3d-АО внутриорбитальными низкоспиновыми комплексами 3d-металлов.
Поскольку связи в комплексе одинаковы, а используемые орбитали центрального атома относятся к разным подуровням, то теория валентных связей предполагает гибридизацию орбиталей центрального атома. Расположение образующихся при этом гибридных орбиталей определяет геометрию комплексов.
Комплексный ион Ag(NH3)2+
Молекула аммиака: ¯ NH3 - донор.
Ион серебра - акцептор: Ag+ 4d105s05p0.
Координационное число равно 2, значит sp-гибридизация:
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ s p p p ® ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ sp sp
Комплекс диамагнитный (все электроны спарены) и линейный - угол между связями 180о.
H3N® Ag+ ¬NH3
Диамагнитный комплексный ион Fe(CN)64-
Цианид ион - донор ¯ СºN-.
Ион железа Fe2+ - акцептор - имеет формулу 3d64s04p0. C учетом диамагнитности комплекса (все электроны спарены) и координационного числа (нужны 6 свободных орбиталей) имеем d2sp3-гибридизацию:
¯ ¯ ¯ d d s p p p ®
Комплекс диамагнитный, низкоспиновый, внутриорбитальный, стабильный (не используются внешние 4d-орбитали), октаэдрический (d2sp3-гибридизация).
Парамагнитный комплексный ион FeF63-
Фторид ион - донор.
Ион железа Fe3+ - акцептор - имеет формулу 3d54s04p0. C учетом парамагнитности комплекса (электроны распарены) и координационного числа (нужны 6 свободных орбиталей) имеем sp3d2-гибридизацию:
s p p p d d ®
®
Комплекс парамагнитный, высокоспиновый, внешнеорбитальный, нестабильный (использованы внешние 4d-орбитали), октаэдрический (sp3d2-гибридизация).