Получение комплексных соединений, изучение их свойств и методов разрушения

Комплексными соединениями называют соединения второго порядка, содержащие "центральный атом"- комплексообразователь, с которым в неионогенной связи находится определенное количество атомов или молекул, называемых лигандами и составляющих вместе с комплексообразователем внутреннюю сферу.

В большинстве случаев кроме внутренней сферы имеется также внешняя сфера, состоящая из отрицательных или положительных ионов.

Внутренняя сфера комплексного соединения (лиганды и комплексообразователь) заключается в квадратные скобки. Например:

Получены комплексные соединения, в которых вокруг центрального атома координируется до шести различных лигандов: [Pt⁺⁴(NH₃)₂(C₆H₅N)ClBrNO₂]NO₃.

Существуют комплексные соединения без внешней сферы. Они являются неэлектролитами, например [Ni(CO)₄] и [Pt(NH3)₂Cl₂].

В качестве комплексообразователей чаще всего выступают атомы или ионы d–элементов и р-элементов: Zn²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Ag⁺, Au⁺, Au³⁺, Si⁺⁴, Ge²⁺, Ge⁴⁺, Al³⁺, B⁺³ и др.

В качестве лигандов чаще всего выступают следующие частицы:

отрицательно заряженные кислотные остатки и гидроксогруппа:

дипольные молекулы H₂O; NH₃; NO CO и др.

Названия лигандов –нейтральных молекул: NНз,– аммин, Н₂О – аква, NO – нитрозил, СО– корбонил.

3) органические соединения, например, этилендиамин (NH₂–CH₂–CH₂–NH₂), этилендиаминтетраацетат (ЭДТА) и др.

Лиганды, занимающие одно координационное место, называются монодентатньми.

Лиганды, занимающие во внутренней сфере два или несколько координационных мест, называются би– (ди–) или полидентатными. Это анионы многоосновных кислот (SO₄^2‑;SO₃^2‑; S₂O₃^2‑; C₂O₄^2‑ и др.), а также органические соединения, например, этилендиамин (NH₂–CH₂–CH₂–NH₂), этилендиаминтетраацетат (ЭДТА) и др.

Число, показывающее, сколько монодентатных лигандов координирует вокруг себя центральный ион, называется координационным числом.

Координационное число (к.ч.) зависит от:

– химической природы иона–комплексообразователя. Например, [Сu(NНз)₄]²⁺ и [Со(NНз)_б]²⁺

– химической природы лиганда. Например, [AlI₄]^‑ и [AlF₆]^3‑.

– валентности(В) комплексообразователя и заряда лигандов (чаще всего при В _{компл-ля} = 1-3 к. ч. = 2В, при В _{компл-ля} >3 к. ч. = В + 2).

Однако есть исключения. Так, для Сu⁺ и Аu⁺ характерно координационное число 2, для Si⁺⁴ – 6, для W⁺⁶ – 8, а для Cu²⁺ и Аu³⁺ – число 4, для Fe²⁺ и Fe³⁺ - 6, для Ni²⁺ - 4 и 6 и т.д.

– соотношения объемов комплексообразователя и лигандов. Например, [BF₄]^‑ и [AIF₆]^3‑.

– концентрации. При недостатке лигандов образуются координационно–ненасыщенные соединения. Возможно образование наряду с комплексным ионом [Fe(CNS)₆]^3‑ при большом избытке ионов CNS^‑ образование координационно–ненасыщенных комплексных ионов, вплоть до [Fe(CNS)]²⁺.

Большинство комплексных соединений имеют специфическую окраску, что часто используется в аналитической химии для качественного анализа.