Шпаргалка по "Химии"

1.Общие положения и понятия координационной теории.

Основы химии комплексных соединений (КС) были заложены швейцарским химиком Альфредом ВЕРНЕРОМ. В 1893 г. Он сформулировал теорию, названную координационной, которая позволила понять строение и некоторые свойства комплексных соединений. Согласно теории А.Вернера, комплексные соединения - это вещества, образующиеся при сочетании молекул двух или нескольких простых соединений, способных к самостоятельному существованию.

Под простыми соединениями, или соединениями первого порядка, понимают вещества, в которых значения степеней окисления элементов совпадают с обычно проявляемыми ими валентностями. Например, NH3, HС1, BF3 ,AgСl и т.п. Эти вещества могут взаимодействовать друг с другом, находясь в любом агрегатном состоянии, но чаще всего реакции комплексообразования протекают в растворах:

Образующиеся соединения - NH3·HСl; - и подобные им аддукты (продукты присоединения) Вернер относил к соединениям высшего порядка, поскольку содержащиеся в них элементы - N, Ag, В и Fe - проявляют дополнительные (координационные) валентности. Комплексные соединения, как правило, обладают свойствами, отличающими их от свойств исходных веществ. Так, например, хлорид серебра AgСl - нерастворим в воде, a AgСl·2NH3 - хорошо растворимая соль, причем в водном растворе она диссоциирует с образованием ионов Cl-и ионов [Ag(NH3)2]+. Согласно координационной теории Вернера, в каждом комплексном соединении различают внутреннюю и внешнюю сферы. Внутренняя сфера –это собственно комплексная частица – катион или анион, или вовсе незаряженная. Внутреннюю сферу образуют центральный атом или ион, называемый комплексообразователем, и непосредственно связанные с ним частицы-атомы, ионы или молекулы, называемые лигандами. Лиганды располагаются в пространстве вокруг центрального атома (координируются) определенным образом, а именно так, чтобы их взаимное отталкивание было минимальным. Количество лигандов определяется координационным числом комплексообразователя, но чаще всего оно равно 6,4 и 2. При изображении формул внутреннюю сферу комплекса заключают в квадратные скобки. Остальные частицы комплексного соединения располагаются во внешней сфере.

Заряд комплексного иона зависит от составляющих его частиц. Он равен алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и лигандов. Если сумма зарядов комплексообразователя и всех лигандов равна 0, то такой комплекс не имеет внешней сферы. Центральной частицей в комплексном соединении могут быть большинство элементов периодической системы. Однако, чаще всего эту роль выполняют катионы переходных металлов в разных степенях окисления, реже –анионы или нейтральные атомы:

Лигандами являются либо отрицательно заряженные ионы (С1¯, F¯, CN¯ и т.д.), либо полярные молекулы (NH3, H2O, CO и др). Имея одну или несколько неподеленных пар электронов, соответствующие атомы могут выступать в качестве доноров при координации. В зависимости от числа донорных атомов различают монодентатные (CN¯ , NH3), бидентатные - (SO42-, CO32-) и полидентатные лиганды. Они обладают различной координационной емкостью (дентатностью), т.е. занимают около центрального атома одно, два или несколько координационных мест, соединяясь с ним посредством одного или нескольких атомов. Поэтому разные лиганды с одним и тем же комплексообразователем могут давать комплекса разного вида: К3 [Fe+2(CN)6], К3[Fe(SO4)3], К3[Fe(ЭДТА)], где CN¯ - монодентатный лиганд; SO42-- в данном случае выступает как, бидентатный лиганд.