Комплексті қосылыстар

№14 ДӘРІС

КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАР

Дәрістің жоспары:

1. Комплексті қосылыстар туралы ұғым. .
2. Комплекс қосылыстардың аталуы.
3. Комплексті қосылыстардың типтері.
4. Комплексті қосылыстардағы химиялық байланыс. 
5. Комплекс қосылысындағы изомерия.
6. Комплекс қосылыстарының судағы диссоциациялануы. 

Комплексті қосылыстар туралы ұғым. Бейорганикалық қосылыстардың ішінде валенттілік бойынша түзілген қосылыстармен қатар, валенттілікке бағынбай түзілетіндері де көптеп кездеседі. Алғашқыларды бірінші қатардағы, ал соңғыларды жоғары қатардағы қосылыстар деп атайды. Осы жоғары қатардағы қосылыстарға қос тұздар және комплексті қосылыстар жатады. Қос тұздар суда еріген кезде түгелдей иондарға ыдырайды:

[pic 1]

Ал комплекс тұздар суда ерігенде комплексті иондар  түзеді:

[pic 2]

мұнда ионы судағы ерітіндіде және қатты кристалл күйінде де бола алады. Осындай иондарды комплексті иондар дейді. Комплексті иондар құрамына иондармен қатар, бейтарап молекулалар да кіреді.[pic 3][pic 4]

Комплекстi қосылыстар химиялық қосылыстардың үлкен бiр классына жатады, алуан түрлi (тұздар, хелаттар, кластерлер, гетерополиқышқылдар және т.б.) болып келедi. Тұрақтылықтары да жоғары болады. Әсiресе органикалық хелатты  комплекстер аса берiк болады. Хелатты комплекстi қосылыстарға витамин В12, гемоглобин мен миоглобиннiң  гемi, хлорофилл жатады.

Алғаш комплекс қосылыстар түзілу механизмін Швейцария химигі А.Вернер ұсынды. Ол негізгі және қосымша валенттілік ұғымын енгізді. Мысалы,  комплекс қосылысының түзілуін А.Вернер былай түсіндірді: сынап бұл қосылыста екі валентті, оған негізгі валенттілік бойынша екі иод  ионы және қосымша валенттілік бойынша тағы екі иод  ионы байланысады. Ол негізгі валенттілікті сызықшамен, қосымша валенттілікті үзік сызықпен белгілеуді ұсынды. Сонда   қосылысының құрылысын былай көрсетеді:[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

[pic 9]

мұнда сынап пен йод иондары комплекстің ішкі сферасын, ал  иондары сыртқы сфера түзеді. Басқа да комплекс тұздар осылай құрылған.[pic 10]

А.Вернер координациялық теориясын ұсынған кезде (1893 ж.) әлі атом құрылысы теориясы ашылмаған еді. Сондықтан ол ұсынған теория негізгі және қосымша валенттіліктің мәнін түсіндіре алмады.

Қазір атом құрылысы теориясы тұрғысынан негізгі және қосымша валенттілік мәні толық анықталды. Негізгі валенттілік ионды немесе ковалентті байланыс, ал қосымша валенттілік ‒ ковалентті байланыстың бір түрі ‒ донорлық - акцепторлық механизм арқылы түзіледі. Донор -акцепторлық механизм арқылы ковалентті байланыс түзілу үшін бір элемент атомының бос орбиталі, ал басқа атомның байланыс түзуге қатыспаған жұп электроны болуы тиіс. Жұп электроны бар атом электрондарын бос орбиталі бар атомға беріп байланысады. Сонымен, комплексті қосылыстарға мынадай анықтама беруге болады:

Құрамында донорлық - акцепторлық механизм арқылы ең кемінде бір байланыс бар қосылыстарды комплексті қосылыстар дейді.

Комплексті қосылыстарды зерттеу, олардың құрамында металдар, оның ішінде бос орбиталдары бар  ‒элементтер және байланыс түзбеген жұп электрондары бар молекулалар мен иондар болатынын көрсетті. Мысал ретінде   ионының түзілуін қарастырайық. [pic 11][pic 12]

Алдымен темір атомының сыртқы электрондық конфигурациясын алайық:

                                3d                    4s                     4p

              [pic 13][pic 14][pic 15]

Темір ионы түзілгенде ол сыртқы екі ( электронын береді, ал электрондар жұптасып бос 6 орбиталь пайда болады:[pic 16][pic 17][pic 18]

[pic 19]

              [pic 20][pic 21][pic 22]

Содан соң циан иондары  жұп электрондарын темірдің бос орбитальдарына беріп донорлық - акцепторлық, ковалентті байланыс түзеді. Циан иондары - донор, ал темір - акцептор болады:[pic 23]

                                              [pic 24]

               [pic 25][pic 26][pic 27][pic 28]