Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Согласно координационной теории Вернера (1893 г.) центральное положение в молекулах комплексных соединений обычно занимает положительный ион, называемый центральным ионом или комплексообразователем. С ним координированы, т. е. связаны, так называемые лиганды, представляющие собой отрицательные ионы или нейтральные молекулы, находящиеся в непосредственной близости от него. Комплексообразователь вместе с лигандами составляет внутреннюю координационную сферу соединения. Кроме внутренней сферы в большинстве случаев имеется также внешняя координационная сфера, состоящая из отрицательных или положительных ионов.

ПОИСК





Строение комплексных соединений

из "Курс качественного химического полумикроанализа 1973"

Согласно координационной теории Вернера (1893 г.) центральное положение в молекулах комплексных соединений обычно занимает положительный ион, называемый центральным ионом или комплексообразователем. С ним координированы, т. е. связаны, так называемые лиганды, представляющие собой отрицательные ионы или нейтральные молекулы, находящиеся в непосредственной близости от него. Комплексообразователь вместе с лигандами составляет внутреннюю координационную сферу соединения. Кроме внутренней сферы в большинстве случаев имеется также внешняя координационная сфера, состоящая из отрицательных или положительных ионов. [c.274]
Ионы внешней сферы связаны с комплексным ионом ионогенно, т. е. при растворении вещества в воде они отщепляются в виде свободных ионов. Наоборот, связь между комплексообразователем и лигандами имеет неионогенный характер, и вся внутренняя координационная сфера находится в водных растворах в виде комплексного иона. Так, в случае K4[Fe( N)e] комплексообразователем является Fe +, лигандами — N . Во внешней координационной сфере находятся К -ионы. Группа [Ре(СЫ)б] является внутренней сферой комплекса. [c.274]
Заряды комплексных ионов равняются алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и лигандов. Так, заряд иона [Fe( N)6] равен (+2) + (—6) — —4. [c.274]
В простых ионах обычно заряд его, а также степень окисления и валентность элемента совпадают. В сложных ионах это не обязательно. [c.275]
Заряд простого иона показывает, какое число электронов потерял или приобрел атом элемента, образуя данный ион. Например, ионы Ма+, Ь1+, КЬ+, Сб+ имеют заряд 1- -, так как атомы соответствующих элементов потеряли по одному электрону, образуя эти ионы. Ионы С1 , Вг , I имеют заряд 1—, так как атомы соответствующих элементов приобрели по одному электрону, образуя эти ионы. [c.275]
Сложные ионы имеют также определенный заряд. Так, ионы 804 , 50з и все имеют в растворе заряд 2—. Но степень окисления серы, входящей в состав этих ионов, различна. В ионе 804 степень окисления серы равна 6+, в ионе ЗОз она равна 4 -, а в ионе 82 степень окислення серы равна 2—, что совпадает с зарядом иона 8 . Точно так же степень окисления железа будет равна 2+ в простом ионе Ре2+ и в сложном иоые [Ре(СЫ)б] . В первом случае степень окисления железа совпадает с зарядом простого иона Ре + и с валентностью железа. Для сложного иона [Ре(СЫ)б] степень окисления железа 2 + заряд сложного иона 4—, а валентность железа в данном комплексном соединении равна шести, так как железо координащюнно связано с шестью группами СЫ , каждая из которых имеет заряд 1—. Таким образом, валентностью данного элемента в комплексном соединении называют всю сумму связей, которой обладает в данном соединении центральный атом — комплексообразователь. [c.275]
Если лигандами являются нейтральные молекулы, их присутствие не может, очевидно, отразиться на заряде комплекса. Поэтому его заряд равен в таких случаях заряду комплексообразователя например, заряд иона [Ag(NHз)2] такой же, как и у пона Ад+. [c.275]
Таким образом, степень окисления кобальта в ионе гексанитро-кобальтата будет равна 3-j-, тогда как валентность его в этом ионе равна шести. [c.276]
Общее число лигандов, координированных с данным комплексообразователем в комплекс, называется координационным числом комплексообразователя. У большинства комплексообразователей (Сг +, Со Fe +, Fe +, Zn +, Pt + и т. д.) координационное число равно 6. Координационное число 4 наблюдается у ионов d , u , Hg +, Pt + и др. Существуют также комплексы, в которых комплексообразователь может иметь и другие координационные числа, например 2, 3, 8 и т. д. [c.276]
Координационное число играет в химии комплексных соединений не менее важную роль, чем степень окисления элемента. Знание координационных чисел дает возможность писать формулы различных комплексных соединений. Например, зная, что координационное число d + равно 4, можно заключить, что состав комплексных аммиачных соединений его должен соответствовать формулам [ d(NH3)4] b, [ d(NH3)4]S04, [ d(NH3)4](OH)2 и т. д. [c.276]
Точно так же комплексные цианистые соединения кадмия имеют формулы K2[ d( N)4], Na2[ d( N)4] и т. п., так как соответствующий комплексный ион, содержащий в своем составе положительный двухзарядный ион d + и четыре отрицательных однозарядных иона N , должен быть анионом с двумя отрицательными зарядами. [c.276]
При известных условиях характерное для данного комплексообразователя максимальное координационное число может не достигаться, причем образуются так называемые координационно ненасыщенные соединения. [c.276]
Как показали исследования , большое значение имеют концентрационные условия. Например, при реакции между солями железа (П1) и роданидами (солями HS N) комплекс [Ре(5СМ)бР отвечающий максимальному координационному числу Ре +, образуется лишь при очень большом избытке S N . При меньших концентрациях S N получаются другие комплексы железа с меньшими координационными числами вплоть до [Fe(S N)]2+. [c.276]
Лигандами в большинстве случаев служат однозарядные отрицательные ионы, а также молекулы, подобные NHa, Н2О, С2Н5ОН (этиловый спирт) и другие, способные занимать лишь одно координационное место в комплексе. Известны, однако лиганды, которые могут занимать сразу два и больше места. [c.276]
Способность к образованию комплексов всего сильнее проявляют элементы, расположенные в средней части больших периодов периодической системы элементов Д. И. Менделеева, особенно элементы III, IV и V аналитических групп. Именно катионы металлов этих групп чаще всего играют роль комплексообразователей и дают большое число различных комплексных соединений. [c.277]
С позиций электронной теории строения материи образование комплексных соединений, не укладывающееся в рамки обычных представлений о валентности, может быть истолковано как результат проявления сил электростатического притяжения, действующих между лигандами и ионом-комплексообразователем. [c.277]
При этом нужно иметь в виду, что силы электростатического притяжения между противоположными зарядами действуют во всех случаях независимо от того, равны или не равны по величине эти заряды. Например, Ре2+-ион, притягивая 2СМ -иона, образует с ними электронейтральную молекулу Ре(СН)2 но и после образования молекулы входящий в состав ее Ре +-ион сохраняет способность притягивать противоположно заряженные отрицательные ионы. Следовательно, если в растворе содержится избыток СЫ , то ион Ре + притягивает больше двух анионов. Понятно, однако, что удержать он сможет лишь ограниченное число анионов, так как ограничено число мест, которые могут занять ионы СЫ в достаточной близости от иона Ре +. [c.277]
С другой стороны, притягиваясь к иону Ре +, ионы СЫ отталкиваются друг от друга вследствие наличия у них зарядов одинакового знака. Чем больше указанных ионов присоединяется к иону Ре +, тем больше становится величина этих отталкивающих сил. В конце концов она превысит силы притяжения между ионами Ре + и СЫ и присоединение дополнительных ионов СЫ станет невозможным. В данном случае это произойдет лишь после того, как к иону Ре + присоединится 6 ионов СЫ , т. е. после образования комплекса [Ре(СЫ)е] . [c.277]
Теоретическое объяснение валентности и сродства ионов при образовании ими сложных химических соединений на основе электростатических представлений дал немецкий ученый Коссель в 1915—1916 гг. В те же годы американский исследователь Льюис развил теорию ковалентных связей особенно важную для объяснения образования комплексных соединений, в которых лигандами являются нейтральные молекулы. [c.277]
Если лигандами являются нейтральные молекулы такие, как ЫНз, Н2О и т. п., причину их соединения с комплексообразователем можно объяснить тем, что эти молекулы — диполи, вследствие чего они должны ориентироваться по отношению к центральному иону и притягиваться им. [c.277]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте