Кешенді қосылыстардың жіктелуі мен аталуы.

Координациялық теорияның негізін сипаттаңыз

Координациялық қосылыстар – жай химиялық қосылыстардың әрекеттесуі нәтижесінде түзілетін құрамы күрделі химиялық қосылыстар. Кешенді қосылыстарға кристаллогидраттар CuSO₄×5H₂O, аммиакаттар CaSO₄×4NH₃, ашудас KAl(SO₄)₂×12H₂O, т.б. күрделі қосылыстар жатады. Кешенді қосылыстар теориясын алғаш (1893) Швейцария химигі А.Вернер ұсынды және оны координациялық теория деп атады. Бұл теорияға сәйкес Кешенді қосылыстарда орт. орын алып тұрған ион немесе атом кешен түзуші деп, ал оның айналасына жиналған, яғни координацияланған иондарды немесе молекулаларды лигандалар деп атайды. Кешен түзушінің айналасына координациаланған лигандалардың жалпы саны оның координациялық саны деп аталады. Кешенді ионның заряды сыртқы иондар зарядының қосындысына тең, бірақ мәні кері болады. Кешен түзушінің зарядын табу үшін Кешенді қосылыстардың құрамына кіретін басқа иондардың барлығының зарядының алгебр. қосындысын шығарып, оған теріс мән қояды. Негізгі кешен түзушілерге хим. элементтердің периодтық жүйесінің қосымша топшаларында орналасқан d-элементтері жатады. Маңызды лигандтарға жататын полюсті молекулалар: H₂O, NH₃, CO, NO, NH₂OH, т.б., аниондар: F, Cl-, Br-, Қ-, O₂-, OH-, CN-, т.б. Полюсті молекулалар Кешенді қосылыстардың сыртқы сферасында аниондар немесе катиондар болуы кешен ионының зарядына байланысты. Егер қосылыстағы кешен ионының заряды оң болса, сыртқы сферада аниондар орналасады, ал кешен ионының заряды теріс болса, сыртқы сферада катиондар орналасады. Кешенді қосылыстардың атауы кейбір электрбейтарап молекулалардың – лигандалардың қалыптасқан аты бойынша аталады, мыс.: H₂O – аква, NH₃ – амин, NO – нитрозил, т.б. Егер лигандалардың саны бірнешеу болса, олардың санын грекше көрсетеді: 2 – ди, 3 – три, т.б. Кешенді қосылыстар су ерітіндісінде диссоциацияланады. Кешенді қосылыстар хим. талдауда, сирек кездесетін маңызды металдарды бөліп алуда, тазартуда т.б. қолданылады. Кешенді қосылыстардың өсімдіктер мен жануарлар организміндегі биол. зат алмасу процестеріндегі маңызы зор.

Кешенді қосылыстардың жіктелуі мен аталуы.

Координациялық қосылыстардың кешенді ионының заряды бойынша оларды катионды, анионды және бейтарап деп жіктейді. Орталықтағы оң ионның айналасына бейтарап молекулалар (Н₂О, NH₃ т.б) шоғырланғанда катионды кешенге жатады:[Al(H₂O)₆]⁺³Cl₃, [Zn(NH₃)₄]⁺²Cl₂. Егер кешентүзушіні теріс зарядты аниондар: Cl^-, F^-, SO , OH^-, CN^- т.б қоршаса анионды кешенге жатады: K₂[AlF₄]^-2, Na[Al(OH)₄]^-1, K₂[SO₄]^-2, Li[Al(OH)₄]^-1. Егер кешентүзушінің айналасына өз ионымен қоса бейтарап молекулалардан тұратын лигандтар шоғырланса бейтарап кешендер түзіледі: [ () ]⁰ Бұл жіктеу бойынша кешенді қосылыстың зарядтан басқа сипаты айқындалмайды.

Кешентүзушінің қызметін периодтық кестедегі кез келген элемент атқара алады. Мысалы, анионды кешендердің кешентүзушісі бейметалдарды алайық. K₃[PO₄]^-3, K[PF₆]^-1. Десек те типтік металдық, сілтілік, сілтілік жер элементтері бейорганикалық лигандтармен кешен түзуге онша бейім келмейді. Кешентүзушімен әлсіз байланысқан олардың қосылыстары көбіне катионды болып келеді: [Ca(NH₃)₆]Cl₂. Нағыз координациялық қосылыстарды түзгіштер d және f элементтердің қосылыстары. Екідайлық қабілеті бар элементтер катионды да, анионды да кешендер түзе береді:[Al(H₂O)₆]⁺³Cl₃, K[Al(OH)₄]^-1

Лигандтар бойынша жіктеу кешендердің табиғатын тануға мүмкіндік береді. Алдымен құрамында молекулалық монодентатты лигандтарды қарастырайық, оларға аквокешендер, амминкешендер (қысқаша амминдер), металл карбонильдері жатады. Құрамына лигандтар ретінде су молекуласы ғана енетін болса аквокешендер [Co(H₂O)₄]×SO₄×H₂O, аммиактан амминкешендер [Co(NH₃)₆]Cl₂, көміртек (II) оксидінен карбонилдер түзіледі.

Лигандтары қышқыл қалдықтары, басқа да аниондар болып келетін кешендердің жалпы аталуы ацидокешендер. Оларды дәлірек лигандтарының түріне орай фторо [AlF₆]^3-, бромо [AuBr₄]^- циaно [Au(CN)₆]^- йодо [TiI₄]^- кешендер деп те атайды. Егер құрамына ОН^- иондары енсе гидроксокешендер шығады: K₂[Be(OH)₄], Na₂[Zn(OH)₄] т.т.

Галогендердің молекулалары бос галогендермен және күкіртпен толықса полигалогенидтер K[I×I₂] немесе K[I₃] және полисульфидтер K₂S×S=K₂[S₂] шығады.

Жоғарыда сөз етілген кешен түзушінің құрамына бір ғана кіретін моноядролы кешендермен қоса бірнеше атом енетін полиядролы кешендер де болады:

[(NH₃)₅Co-OH-Co(NH₃)₅]Cl₅,

OH [(NH₃)₄Co Co(NH₃)₄]Cl₄ OH

Екі ядроның арасын байланыстыратын лиганд (ОН) көпірше деп аталады.

Халықаралық атаулар жүйесінің талаптарына сай кешенді қосылыстар құрамындағы теріс зарядталған бір элемент атомының лигандтарының атауының түбірінің соңына «о» деген дауысты дыбыс жалғанады. Мысалы, F^-(фторо), Cl^-(хлоро), O^-2 (оксо) дәстүр бойынша күкірттің анионы S^-2 (тио) т.б. Күрделі құрамды аниондардың «ат» жұрнағының соңына «о» дыбысын қосады: SO (сульфато), NO (нитрато), CO (карбонато). Ал негіздерге тән гидроксид ионы кешенді қосылыстары лигандына айналғанда қысқартып, гидроксо сөзін қолданады. Егер лигандтар бейтарап бөлшек түрінде болса негізінен олардың көпшілікке таныс халықаралық атаулары аталады: H₂O (акво), NH₃(аммин), CO(карбонил), CS(тиокарбонил), NO(нитрозил) т.б.

Кешенді қосылыстардың халықаралық аталымдары бұрыннан білетін тұздардың атаулар жүйесіне ұқсайды. Катион-анион жүйесін сақтай отырып, ішкі сфералардағы бөлшектердің атауы мен санын көрсете отырып, соңынан басына қарай атай бастайды.

Сыртқы сфералы бейтарап кешенді қосылыстардың атауы былайша құрылады: шаршы жақшада орналасқан құраушылардың алдымен сандары көрсетілген теріс зарядты лигандтар, одан соң бейтарап лигандтар, ақырында кешен түзушінің өзі қосылып бүкіл атау бірге аталады. Мысалы, [Pt(NH₃)₂Cl₂] дихлородиамминплатина(0), мұндағы 0 – кешенді қосылыстың бейтараптылығын көрсетеді.

Катионды кешендердің атауы катион-аниондық реттілікті сақтайды: алдымен катиондағы лигандтарды солдан оңға қарай санын көрсете отырып атап, кешентүзушінің атау септіктегі нұсқасын сақтап, жақшада рим сандарымен тотығу дәрежесін көрсетіп, сыртқы сферадағы анионның атауын ілік септікте береді. Мысалы, [Al(H₂O)₆]Cl₃ гексааквоалюминий (III) хлориді немесе гексааквоалюминийтрихлориді, [Co(NH₃)₄Cl]SO₄ монохлоротетраамминкобальт (III)сульфаты,

[Co(NH₃)₆](SO₄)Cl гексаамминкобальт (III) хлорид-сульфаты

1-3. Кешентүзуші иондарды және атомдарды сипаттаңыз. Швейцария ғалымы А.Вернер комплексті қосылыстардың құрылысы мен қасиеттерін түсіндіретін координациялық, яғни металл иондарын қоршаған атомдар мен молекулалардың кеңістікте орналасуын сипаттайтын теорияны ұсынды. Координациялық теорияның негізгі қағидалары мынадай:

1.комплексті қосылыстардың орталық ионы – комплекс түзуші ион оң зарядталған ион болып келеді, көбіне олардың ролін металл иондары атқарады.

2.комплекс түзуші ионның айналасында лигандлар орналасады, олардың ролін теріс зарядталған аниондар немесе электрбейтарап молекулалар атқарады.

3.лигандалардың жалпы саны бойынша комплекс түзушінің координациялық саны анықталады.

4.комплекс түзуші ион мен лигандалар комплексті қосылыстың ішкі сферасын құрайды.

5.ішкі сфераның сыртында орналасқан иондар сыртқы сфераны түзеді, мысалы:

K3 [Fe(CN)6]	[Zn(NH3)4]Cl2
сыртқы ішкі сфера	ішкі сфера сыртқы

Комплексті қосылыстың формуласын құру үшін комплекс түзушінің дәрежесін, лиганданың зарядын, координациялық санды және сыртқы сферадағыионның зарядын дұрыс анықтай білу керек. Негізгі комплекс түзуші иондарға Д.И.Менделеев кестесінің қосымша топшаларында орналасқан d-элементтердің иондары жатады. Мысалы: Ag^-, Au, Cu^-, Cu^2-, Hg²⁺, Co²⁺, Co^3-, Zn^2-, Fe^2-, Fe³⁺, Ni^2-, Pt^2-, Pt^4-. Сол сияқты s- элементтердің ішінде сілтлік металдардан Li. Жер- сілтілік металдардан Be^2- және p-элементтерден Al^3- иондарын жатқызуға болады. Бейметалдарға, оның ішінде p-элементтерге жататын Si^4- ионы да комплекс түзу қабылетін көрсетеді. Мысалы: [Li(H₂O)₃]ClO_4, K₂[BeF₄], K₃[AlF₆], H₂[SiF₆].

Дата добавления: 2015-07-14