Примеры определение геометрии и стабильности комплексов

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 180^о.

H₃N® Ag⁺ ¬NH₃

Диамагнитный комплексный ион Fe(CN)₆^4-

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 FeF₆^3-

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: