Слайд 2
![План лекции Общие понятия Строение комплексных соединений Характер химической связи Номенклатура Классификация](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-1.jpg)
План лекции
Общие понятия
Строение комплексных соединений
Характер химической связи
Номенклатура
Классификация
Слайд 3
![Диссоциация солей Наряду с соединениями обычного типа (KCI, Al2(SO4)3), встречаются](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-2.jpg)
Диссоциация солей
Наряду с соединениями обычного типа (KCI, Al2(SO4)3), встречаются и более
сложные соединения – двойные, комплексные соли. Подобные соединения относят к соединениям высшего порядка
KCI ⮀ K+ + CI-
KAl(SO4)2 ⮀ K+ + Al3+ + 2SO42-
K3[Fe(CN)6] ⮀ 3K+ + [Fe(CN)6]3-
Слайд 4
![Комплексные соединения Молекулярные соединения, содержащие в своем составе комплексные ионы,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-3.jpg)
Комплексные соединения
Молекулярные соединения, содержащие в своем составе комплексные ионы, способные к
существованию как в растворе, так и в кристалле [Fe(CN)6]3-
Комплексообразование объясняет координационная теория, предложенная в 1893 году А. Вернером и развитая в 1906 году Л.А. Чугаевым
Слайд 5
![Основные положения теории Центральное место в комплексном соединении занимает комплексообразователь](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-4.jpg)
Основные положения теории
Центральное место в комплексном соединении занимает комплексообразователь Fe3+
С комплексообразователем
координированы лиганды CN-
Комплексообразователь + лиганды – внутренняя сфера комплексного соединения [Fe(CN)6]3-
Обычно присутствует внешняя сфера (когда комплексный ион имеет заряд)
Слайд 6
![Комплексообразователь Положительно заряженный ион (чаще всего металл) Нейтральный атом Неметалл](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-5.jpg)
Комплексообразователь
Положительно заряженный ион (чаще всего металл)
Нейтральный атом
Неметалл (редко)
Является акцептором электронных
пар, предоставляя свободные атомные орбитали; занимает центральное положение в комплексном соединении
Слайд 7
![Наибольшей способностью к комплексообразованию обладают атомы f и d-элементов f](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-6.jpg)
Наибольшей способностью к комплексообразованию обладают атомы f и d-элементов
f > d
> p >> s
Комплексообразователями могут быть также неметаллы в положительной степени окисления: Si4+, В3+, Р5+, S6+, I7+; реже – в отрицательной: I-, S2-, N3-
Слайд 8
![Лиганды Ионы противоположного знака CN-, NO2-, NO3-, CI-, Br-, J-,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-7.jpg)
Лиганды
Ионы противоположного знака
CN-, NO2-, NO3-, CI-, Br-, J-, OH-, CO32-
Нейтральные полярные
молекулы
NH3, H2O, NO, CO
Неполярные молекулы, которые могут поляризоваться в электрическом поле иона-комплексообразователя
Являются донорами электронных пар и непосредственно соединены с комплексообразователем
Слайд 9
![Характеристики лигандов Дентантность – количество мест, которые занимает лиганд вокруг](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-8.jpg)
Характеристики лигандов
Дентантность – количество мест, которые занимает лиганд вокруг центрального атома
Монодентантные
H2O, NH3, CO, CN-
Бидентантные
C2O42-, SO42-, NH2 – CH2 – CH2 – NH2
Полидентантные
Слайд 10
![Пример](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-9.jpg)
Слайд 11
![Внутренняя сфера Заключается в квадратные скобки [ ]. Остается стабильной](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-10.jpg)
Внутренняя сфера
Заключается в квадратные скобки [ ]. Остается стабильной при растворении
В
соответствии с зарядом внутренней сферы комплексные соединения подразделяются на:
Анионные
Катионные
Нейтральные комплексы
Слайд 12
![Внешняя сфера Состоит из: Положительно заряженных ионов, если комплексный ион](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-11.jpg)
Внешняя сфера
Состоит из:
Положительно заряженных ионов, если комплексный ион заряжен отрицательно
K31+[Fe3+(CN)6]3-
Отрицательно заряженных
ионов, если комплексный ион заряжен положительно
[Cu2+(NH3)4]2+SO42-
Может отсутствовать, если заряд комплекса равен 0
[Pt2+(NH3)4CI2] или [Fe(CO)5]
Слайд 13
![Координационное число Количество лигандов (монодентантных), связанных с комплексообразователем Заряд центрального](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-12.jpg)
Координационное число
Количество лигандов (монодентантных), связанных с комплексообразователем
Заряд центрального иона – основной
фактор, влияющий на его координационное число
Слайд 14
![Формулу комплексного соединения определяют Заряд (степень окисления) комплексообразователя Заряд лигандов](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-13.jpg)
Формулу комплексного соединения определяют
Заряд (степень окисления) комплексообразователя
Заряд лигандов
Координационное число
Ионы внешней сферы
Заряд
комплексного иона равен алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и лигандов
[Au(CN)2]1-
[Cu(NH3)4]2+
[Fe(CN)6]3-
Слайд 15
![Пространственное строение комплексного иона К.число = 2 – линейное К.число](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-14.jpg)
Пространственное строение комплексного иона
К.число = 2 – линейное
К.число = 4 –
квадрат, тетраэдр
К.число = 6 – октаэдр
Слайд 16
![Характер химической связи Образование комплексных соединений происходит в том случае,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-15.jpg)
Характер химической связи
Образование комплексных соединений происходит в том случае, когда один
из компонентов представляет неподеленную пару электронов (донор), а другой – свободную орбиталь (акцептор). Такая связь – донорно-акцепторная или координационная
Комплексные соединения – соединения высшего порядка, характеризующиеся наличием хотя бы 1 донорно-акцепторной связи. Внутренняя и внешняя сферы соединены между собой ионной связью
Слайд 17
![Пример При образовании комплексного иона аммония NH4+ неподеленная электронная пара](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-16.jpg)
Пример
При образовании комплексного иона аммония NH4+ неподеленная электронная пара атома азота
в аммиаке перешла в общее владение с ионом водорода, а положительный заряд последнего стал общим для всего комплекса
Слайд 18
![Диссоциация КС Первичная – практически нацело на комплексный ион и](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-17.jpg)
Диссоциация КС
Первичная – практически нацело на комплексный ион и ионы внешней
сферы
[Ag(NH3)2]CI → [Ag(NH3)2]+ + CI-
Вторичная – частичная на центральный ион и лиганды
1 [Ag(NH3)2]+ ⮀ [Ag(NH3)]+ + NH3
2 [Ag(NH3)]+ ⮀ Ag+ + NH3
Суммарная
[Ag(NH3)2]+ ⮀ Ag+ + 2NH3
Слайд 19
![Константа нестойкости (КН) Применяя закон действующих масс к обратимым процессам,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-18.jpg)
Константа нестойкости (КН)
Применяя закон действующих масс к обратимым процессам, можно получить
выражение КН комплексного иона:
[Ag+][NH3]2
КД = КН = ---------------
[Ag(NH3)2]+
КН могут служить мерой устойчивости комплекса. Чем больше величина КН, тем сильнее комплексный ион диссоциирует
Слайд 20
![Константы нестойкости некоторых комплексных ионов](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-19.jpg)
Константы нестойкости некоторых комплексных ионов
Слайд 21
![Константа устойчивости В растворах имеет место ступенчатая диссоциация комплексов; между](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-20.jpg)
Константа устойчивости
В растворах имеет место ступенчатая диссоциация комплексов; между КН имеется
соотношение
КН1 > КН2 > КН3 > КН4
так как затрудняется последовательный отрыв лиганд
КОБЩ = КН1 ⋅ КН2 … КНn
Величина, обратная константе нестойкости комплексного иона – КУ
1
КУ = ----------
КН
Слайд 22
![Номенклатура Вначале называют катион, затем анион Отрицательно заряженные ионы с](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-21.jpg)
Номенклатура
Вначале называют катион, затем анион
Отрицательно заряженные ионы с окончанием «о»:
CN- –
циано
OH- – гидроксо
Нейтральные молекулы:
NH3 – аммин
CO – карбонил
H2O – аква
Слайд 23
![Перед названием лигандов ставится их число (греческие числительные би, тетра,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-22.jpg)
Перед названием лигандов ставится их число (греческие числительные би, тетра, пента,
гекса)
В комплексном анионе комплексообразователь имеет окончание «ат» (феррат, цинкат); в катионе он называется в родительном падеже, в нейтральном – в именительном
Степень окисления комплексообразователя указывается римской цифрой (исключение – нейтральное комплексное соединение)
Слайд 24
![Примеры K[Al(OH)4(H2O)2] – калия тетрагидроксодиакваалюминат (III) K3[Fe(CN)6] – калия гексацианоферрат](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-23.jpg)
Примеры
K[Al(OH)4(H2O)2] – калия тетрагидроксодиакваалюминат (III)
K3[Fe(CN)6] – калия гексацианоферрат (III)
[Co(NH3)5CI]SO4 – хлоропентааминкобальта
(III) сульфат
[Co(NH3)3CI3] – трихлоротриамминкобальт
Слайд 25
![Классификация А. По составу Ацидокомплексы: лигандами являются отрицательно заряженные анионы](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-24.jpg)
Классификация
А. По составу
Ацидокомплексы: лигандами являются отрицательно заряженные анионы кислот
Гидроксокомплексы
Аммиакаты, аквакомплексы, карбонилы
– полярные молекулы различных веществ (H2O, CO, NH3)
[Fe(CN)6]3- [Al(OH)6]3-
[Cu(NH3)4]2+ [Fe(CO)5]
[Ca(H2O)6]2+
Слайд 26
![Б. По строению Многоядерные: [(NH3)5Co – NH2 – Co(NH3)5]5+ цитохромоксидаза](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-25.jpg)
Б. По строению
Многоядерные:
[(NH3)5Co – NH2 – Co(NH3)5]5+
цитохромоксидаза
Циклические (хелатные): устойчивые комплексные соединения
металлов с полидентантными лигандами, в которых центральный атом является компонентом циклической структуры
NaOOCCH2 CH2COONa
N – CH2 – CH2 – N
OOCCH2 CH2COO
Ca2+
Слайд 27
![Внутрикомплексные соединения – одна из разновидностей циклических комплексных соединений, отличающаяся](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-26.jpg)
Внутрикомплексные соединения – одна из разновидностей циклических комплексных соединений, отличающаяся тем,
что один из концевых атомов полидентантного лиганда связан с центральным атомом-комплексообразователем ковалентной или ионной связью и донорно-акцепторной
Слайд 28
![Комплексоны Полидентантные лиганды, способные образовывать устойчивые хелатные комплексные соединения (Трилон](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-27.jpg)
Комплексоны
Полидентантные лиганды, способные образовывать устойчивые хелатные комплексные соединения (Трилон Б)
NaOOCCH2 CH2COONa
N – CH2 – CH2 – N
– OOCCH2 CH2COO –
Слайд 29
![Применение комплексонов Трилон Б – в аналитической химии для титриметрического](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-28.jpg)
Применение комплексонов
Трилон Б – в аналитической химии для титриметрического (количественного) определения
многих катионов и анионов (Ca2+, Mg2+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Fe2+, Mn2+, Cu2+, SO42-, PO43-)
Комплексонометрическим методом определяют жесткость воды (содержание Ca2+, Mg2+), содержание металлов в различных фармацевтических препаратах и других материалах
Слайд 30
![В лакокрасочной и кинофотопромышленности Для разделения редкоземельных элементов Для лечения](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-29.jpg)
В лакокрасочной и кинофотопромышленности
Для разделения редкоземельных элементов
Для лечения болезней растений
В медицине
для лечения лучевой болезни
При отравлениях ртутью и свинцом
При заболеваниях, связанных с отложением в организме малорастворимых солей (камни в печени и почках)
Слайд 31
![Природные комплексные соединения Железо находится в центре плоской порфириновой системы](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-30.jpg)
Природные комплексные соединения
Железо находится в центре плоской порфириновой системы в таких
белках, как:
Гемоглобин
Миоглобин
Трансферрин
в некоторых ферментах:
Цитохромы
Каталаза
Пероксидаза
Слайд 32
![Кобальт как комплексообразователь содержится в витамине В12 Цинк – в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-31.jpg)
Кобальт как комплексообразователь содержится в витамине В12
Цинк – в ферментах:
Карбоксипептидаза
Карбоангидраза
Магний –
в хлорофилле, участвующем в процессах фотосинтеза в растениях (построен аналогично гемоглобину)
Слайд 33
![Строение гема 2 +](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-32.jpg)
Слайд 34
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/165773/slide-33.jpg)