Механизм образования связей в комплексных соединениях

Природа

Химической связи в комплексных соединениях

Координационная теория А. Вернера (1898-1903)

1. Внутренняя координационная сфера [ ]: центральный атом соединен с лигандами дативными связями.

Внешняя сфера имеет противоположный заряд по отношению к центральному атому и соединяется с внутренней сферой по ионному механизму.

2. Внутренняя сфера может быть:

- нейтральной частицей, например, [Cr(CO)₆] или [B(NH₃)F₃], и тогда у комплекса нет внешней сферы;

- катионом, [Ni(NH₃)₆]²⁺ или [Cu(H₂O)₄]²⁺;

- анионом, [Mn(NO₂)₄]^2-, [Fe (CN)₆]^4-, [PtCl₆]^2-.

3. Внешняя сфера может быть:

- простым ионом - катионом (К⁺, Н⁺, Na⁺) или анионом (Cl^-, OH^-, SO₄^2-);

- полярной молекулой (Н₂О, NH₃);

- сложным ионом. Тогда две внутренние сферы связаны по ионному механизму: [Cu(NH₃)₄][PtCl₆].

4. Во внутренней сфере главная частица - комплексообразователь, которая координирует вокруг себя другие ионы, атомы или молекулы - лиганды.

Комплексообразователь:

– чаще катион или нейтральный атом d-Me и f-Me: Fe, Сr, Mn, Mo, Zn, Cu, Os, Ru, Pt;

- реже - р-элемент – металл или неметалл в положительной степени окисления: Al³⁺, Sn²⁺, Sn³⁺, Pb²⁺, Pb⁴⁺, В (+3), Si (+4), P (+5), S (+6), I (+7);

- очень редко – атом неметалла в отрицательной степени окисления: Se (-2), I (-1);

- совсем редко - нейтральная молекула: I₂, H₂O, NH₂.

5. Количество связей, образуемых комплексообразователем с лигандами, - координационное число комплексообразователя (к.ч.).

Координационное число (к.ч.) иона-комплексообразователя равно удвоенному значению заряда этого иона:

к.ч.(Ag⁺) = 2, к.ч. (Cu²⁺) = 4, к.ч. (Fe³⁺) = 6.

Наиболее распространены комплексы с к. ч. 4 и 6, реже – 2, совсем редко - 8 и 12.

6. Лигандами могут быть:

- ионы противоположного знака (анионы NO₃^–, Cl^–, OH^–, CN^–, SCN^– или катионы Н⁺, NH₄⁺);

- нейтральные молекулы (CO, NH₃, H₂O);

- иногда сложные органические молекулы (этилендиамин (NH₂)₂C₂H₄).

В одном комплексном соединении могут размещаться несколько одинаковых или различных лигандов.

Лиганд

- монодентатный - одна связь с комплексообразователем: ОН^-; Cl^-;

- полидентатный - несколько связей с комплексообразователем: би- (SO₄^2-), три-(PO₄^3-), очень редко тетра-.Соединения с полидентатными лигандами формируют замкнутые циклы, как правило, без внешней сферы – хелаты;

- амбидентатный -связи с комплексообразователем через разные атомы: NCS^– через атом азота – роданидные комплексы [Fe(NCS)₆]^3– , через атом серы – тиоцианатные комплексы [Cu(SCN)₄]^2–;

- мостиковый -связывает разные комплексообразователи. Комплекс - полиядерный или кластер: [(СО)₅Mn–Mn(CO)₅] или [(СО)₄Со–Со(CO)₄]:

СО

/ \

(СО)₃Со – Со(СО)₃.

\ /

СО

Механизм образования связей в комплексных соединениях

Дата добавления: 2015-08-09