Комплексные соединения

Муниципальное общеобразовательное учреждение
гимназия № 32
Комплексные
соединения
Учитель химии
Кудравец Е.А.
высшая категория
2010 г.
Координационная теория Вернера
Строение комплексных соединений
Классификация комплексных
соединений
Номенклатура комплексных
соединений
Химические свойства комплексных
соединений
Применение комплексных
соединений
Комплексные соединения составляют
обширный и разнообразный класс
неорганических соединений
Многие комплексные соединения –
витамин В12, гемоглобин, хлорофилл и
другие – играют большую роль в
физиологических и биохимических
процессах
Наиболее удачно свойства и строение
комплексных соединений объясняет
координационная теория
Альфреда Вернера
Теория Вернера является руководящей
в химии комплексных соединений и в
настоящее время
Вернер Альфред (1866–1919)
Швейцарский химик. Родился в Мюлузе (Эльзас,
Франция). В 1889 г. окончил Политехнический
институт в Цюрихе. В 1890–1891 гг. работал там же,
в 1891–1892 гг. – в лаборатории Бертло в Коллеж де
Франс. В 1893–1915 гг. профессор Цюрихского
университета, с 1909 г. директор Химического
института этого университета.
Основоположник химии комплексных (координационных) соединений.
В 1893 г. выдвинул и развил координационную теорию строения
комплексных соединений, опровергающую представления о
постоянстве чисел валентности. Для обоснования этой теории
синтезировал множество комплексных соединений, разработал
систематику всех известных в то время комплексных соединений и
экспериментальные методы определения их состава и строения.
В его книге "Новые воззрения в области неорганической химии",
написанной в 1905 г., обобщены важнейшие достижения в синтезе
комплексных соединений.
Стал лауреатом Нобелевской премии в 1913 г.
Комплексные соединения – это сложные вещества, в
которых можно выделить внутреннюю сферу, в которую
входят:
 центральный атом (ион) – комплексообразователь;
 связанные с комплексообразователем донорноакцепторными связями лиганды (адденды);
и внешняя сфера, связанная с внутренней ионной связью
}
Внутренняя сфера
[Ag ( NH3)2]Cl
Центральный атом
Лиганд
Внешняя сфера
Координационное число
Форма комплексного иона определяется типом
гибридизации атомных орбиталей центрального
иона
Заряд
КоординаЦентрального ционное
число
иона
Форма
комплексного
иона
Примеры
+1
2
линейная
[Ag(NH3)2]Cl
Na[Ag(CN)2]
+2
4 (редко – 6)
+3
6 (редко – 4)
тетраэдрическая
плоская квадратная
октаэдрическая
редко шестиугольная
призматическая
[Cu(NH3)4]SO4
K4[Fe(CN)6]
K2[Al(OH)6]
K[Al(OH)4]
Координационное число - число лигандов во
внутренней сфере
Лигандами выступают атомы, ионы, молекулы,
имеющие неподелённые электронные пары:
─
─
H2O, NH3, CL, Br,
─
I,
─
─
F, CN,
─
OH, CO;
остатки многоатомных спиртов и аминокислот;
амины и т.д.
Комплексные ионы бывают:
анионными (комплексный анион) –
K4[Fe(CN)6]
катионными (комплексный катион) –
[Ag(NH3)2]Cl
катионанионные (комплексные анион и
катион) –
[Cu(NH3)4] [PtCl4]
Комплексные соединения могут
относится к:
 кислотам – H[AuCl4]
 основаниям – [Ag(NH3)2]OH
 солями – Na3[AlF6]
0
 неэлектролитами – [Pt(NH3)2Cl2]
Номенклатура комплексных соединений
IUPAC
1. Сначала называют анион, потом катион,
читая формулу комплексного соединения с
права налево
2. В названиях комплексных соединений
используют числительные:
2 – ди, 3 – три, 4 – тетра и т.д.
3. Названия лигандов: H2O – аква, NH
3 – аммин,
─
─
─
─
CO – карбонил, OH – гидроксо,
F, Cl, Br
─
─
фторо-, хлоро-, бромо-, CN -циано, NO2 нитрито и т.д.
4. Если центральный ион входит в состав
комплексного аниона, то он называется:
Fe – феррат, Cu – купрат, Ag – аргентат,
Hg – меркурат, Al – алюминат и в скобках
указывается его с.о.
5. Если центральный атом входит в состав
катиона, то он называется по – русски и в
скобках указывается его с.о.
Примеры:
K4[Fe(CN)6] – гексоцианоферрат (II) калия
[Ag(NH3)2]OH – гидроксид диамминсеребра (I)
[Pt(NH3)2Cl2] – хлордиамминплатина (0)
Составьте формулы веществ по
названиям:
 Гексахлороплатинат (IV)калия
Нитрат хлоронитротетраамминкобальта (III)
Гексагидроксохромат (III) натрия
Тетрахлороаурат (III) водорода
Динитрохлородиамминкобальт
Трифтородиаквахром
Химические свойства комплексных соединений
 Диссоциация
+
[Ag(NH3)2]Cl → [Ag(NH3)2] + Cl
-
 Реакция по внешней сфере
K4[Fe(CN)6] + FeCl3 → K Fe[Fe(CN)6]↓ + 3KCl
[Cu(NH3)4]SO4 + BaCl2 → [Cu(NH3)4]Cl2 + BaSO4↓
 Реакции с участием лигандов
[Cu(NH3)4]SO4 + 4НCl → 4NH4Cl + СuSO4
 Реакции по центральному иону
 обменные
[Ag(NH3)2]Cl + KCl → AgCl↓ + KCl + 2NH3
 Окислительно – восстановительные
t
2[Ag(NH3)2]OH + RCOH →
→ 2Ag↓ + RCOONH4 + H2O + 3NH3
Желтая кровяная
соль
(K4[ Fe (CN)6 ]·3H2O)
Тригидрат гексацианоферрат (II) калия – светло-желтые
пластинчатые или октаэдрические кристаллы, выше 87 °C
обезвоживается, белеет и разлагается с выделением азота; ρ=1,85
г/см3, растворяется в воде. Реагент для обнаружения ионов Fe3+,
Cu2+, Zn2+; для получения пигментов, электрохимического
окрашивания оксидированного алюминия.
Сообщение о ее синтезе было опубликовано в одном из научных
журналов английским врачом Джоном Вудвортом в 1725 г. Однако ученый
сообщал, что это соединение было известно задолго до него химикамремесленникам, которые получали соль из отходов скапливающихся на
бойнях (кровь, шкуры животных), нагревая их с поташом К2СО3 и
металлическим железом. Для выделения желтой кровяной соли
реакционную смесь обрабатывали водой и путем кристаллизации
выделяли из раствора кристаллогидрат состава К4[Fe(CN)6]•3H2O,
который имел характерный желтый цвет. Способ получения и цвет
кристаллов, по-видимому, и определили название соли.
Желтая кровяная соль – достаточно устойчивое соединение.
Соль не ядовита, поэтому ее используют как противоядие при
отравлении солями тяжелых металлов, например меди и железа.
С ионом железа Fe3+ комплексный ион образует нерастворимую
соль интенсивного синего цвета , известную под несколькими
названиями. Известно, что немецкий ремесленник Дисбах, которого в
литературе именуют составителем красок, случайно получил синий
осадок при взаимодействии соли железа и желтой кровяной соли. Он
стал продавать новое соединение художникам в качестве пигмента для
масляных красок под названием «берлинская лазурь».
Красная
кровяная
соль
(K3[Fe(CN)6])
Гексацианоферрат (III) – темно-красные ромбические призмы
(в измельченном виде – желтый порошок), растворяется в
воде. Красная кровяная соль является компонентом
тонирующих, отбеливающих, усиливающих, ослабляющих
растворов в фотографии; компонент электролита в
гальванопластике; реагент для обнаружения ионов Fe2+, Li+,
Sn2+.
Золотая соль
(NaAuCl4·2H2O)
Дигидрат тетрахлороаурат (III) натрия –
кристаллическое вещество желтого цвета, растворяется
в воде, эфире. Золотую соль применяют для получения
других солей золота, золочения металлических
поверхностей, окраски стекла.
Домашнее задание
Составьте уравнения реакций:
• [Cu(NH3)4]SO4 с Ba(NO3)2, Na2S, H2SO4
• Na3[Cr(OH)6] c H2SO4, CO2, Na3PO4