Классификация и номенклатура комплексных соединений. Основные типы комплексных соединений

Классификация:1)По числу центральных атомов комплексные частицы делятся на одноядерные и многоядерные. Центральные атомы многоядерных комплексных частиц могут быть связаны между собой либо непосредственно, либо через лиганды.

2) По типу лигандов комплексные частицы делятся на:

а) Аквакомплексы, то есть комплексные частицы, в которых в качестве лигандов присутствуют молекулы воды.

б) Гидроксокомплексы, то есть комплексные частицы, в которых в качестве лигандов присутствуют гидроксильные группы, которые до вхождения в состав комплексной частицы были гидроксид-ионами

в) Аммиакаты, то есть комплексные частицы, в которых в качестве лигандов присутствуют группы NH3

г) Ацидокомплексы, то есть комплексные частицы, в которых в качестве лигандов присутствуют кислотные остатки как бескислородных, так и кислородсодержащих кислот

д) Комплексы, в которых лигандами являются атомы водорода, делятся на две совершенно разные группы: гидридные комплексы и комплексы, входящие в состав ониевых соединений.

е) Карбонильные комплексы – комплексы, в которых в качестве лигандов присутствуют группы CO

ж) Анионгалогенатные комплексы

комплексные соединения делятся на ионные и молекулярные соединения. Ионные комплексные соединения содержат заряженные комплексные частицы – ионы – и являются кислотами, основаниями или солями. Молекулярные комплексные соединения состоят из незаряженных комплексных частиц.

Номенклатура: Формула комплексного соединения составляется также, как и формула любого ионного вещества: на первом месте записывается формула катиона, на втором – аниона. Формула комплексной частицы записывается в квадратных скобках в следующей последовательности: на первом месте ставится символ элемента-комплексообразователя, далее – формулы лигандов, бывших до образования комплекса катионами, затем – формулы лигандов, бывших до образования комплекса нейтральными молекулами, и после них – формулы лигандов, бывших до образования комплекса анионами.

Название комплексного соединения строится также, как и название любой соли или основания (комплексные кислоты называются солями водорода или оксония). В название соединения входит название катиона и название аниона.

В название комплексной частицы входит название комплексообразователя и названия лигандов (название записывается в соответствии с формулой, но справа налево. Для комплексообразователей в катионах используются русские названия элементов, а в анионах – латинские.

Характер химической связи в комплексных соединениях. Электростатическое и донорно-акцепторное взаимодействие. Факторы, определяющие способность иона быть комплексообразователем. Типичные лиганды.

Характер связи и следующее: В кристаллических комплексных соединениях с заряженными комплексами связь между комплексом и внешнесферными ионами ионная, связи между остальными частицами внешней сферы – межмолекулярные (в том числе и водородные). В молекулярных комплексных соединениях связь между комплексами межмолекулярная.

В большинстве комплексных частиц между центральным атомом и лигандами связи ковалентные. Все они или их часть образованы по донорно-акцепторному механизму. В наименее прочных комплексах лиганды удерживаются электростатическим притяжением. Связь в комплексных частицах часто называют донорно-акцепторной или координационной связью.

Типичные лиганды: I; Br ; :SCN , Cl , F, OH, H2O; :NCS, NH3; SO₃S:²; :CN, CO

Устойчивость комплексных ионов. Диссоциация комплексных соединений в растворе. Константа нестойкости.

Если вместо равновесия в реакциях образования комплексов рассматривать обратный процесс – реакции диссоциации комплексов (или реакции обмена лигандов на молекулы растворителя), то соответствующие константы будут носить название ступенчатых констант нестойкости комплексов:

[ML] M + L; K1(нест) ↔ [M] ´ [L] / [ML]

[ML2] [ML] + L ; K2(нест) ↔ [ML] ´ [L] / [ML2] и т.д.

Применение теории кристаллического поля (ТКП), или теории поля лигандов для описания строения комплексных соединений. Расщепление энергетических подуровней d-элементов в поле лигандов. Лиганды сильного и слабого поля. Заполнение d-орбиталей электронами. Высоко- и низкоспиновые комплексы, магнитные свойства комплексов.

Теория кристаллического поля исходит из того, что природа лигандов и их расположение вокруг центрального иона (симметрия комплекса) уменьшают вырождение d-орбиталей и изменяют их энергию. Как правило, теория кристаллического поля применяется к координац. соед., кристаллам и др. системам, в структуре к-рых можно выделить центр. атом и окружающие его ионы или молекулы. Лиганды моделируют системой точечных зарядов или диполей, а создаваемое ими электростатич. поле рассматривают по аналогии с внутрикристаллич. полем, к-рое обусловлено положит. и отрицат. зарядами ионов в кристалле.

Лиганды слабого поля: I–, Br–, Cl–, OH–, F–

Лиганды сильного поля: NO₂^-, CO, CN

Спин — собственный момент импульса элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого. Спином называют также собственный момент импульса атомного ядра или атома; в этом случае спин определяется как векторная сумм спинов элементарных частиц, образующих систему, и орбитальных моментов этих частиц, обусловленных их движением внутри системы.

Применение теории валентных связей для описания строения комплексных соединений. Гибридизация орбиталей центрального иона и геометрия окружения лигандов.

Теория ВС: В основе ее применения лежала идея о донорно-акцепторном механизме образования ковалентных связей между лигандом и комплексообразователем. Лиганд считается донорной частицей, способной передать пару электронов акцептору – комплексообразователю, предоставляющему для образования связи свободные квантовые ячейки (атомные орбитали) своих энергетических уровней.

Сама по себе теория валентных связей не дает ответа на вопрос, какой вид комплекса образуется в каждом конкретном случае, так как этот метод не учитывает влияния природы лиганда.

(чушь)Гибридизация является формальным приемом, применяемым для квантово-химического описания перестройки орбиталей в химических частицах по сравнению со свободными атомами. Сущность гибридизации атомных орбиталей состоит в том, что электрон вблизи ядра связанного атома характеризуется не отдельной атомной орбиталью, а комбинацией атомных орбиталей с одинаковым главным квантовым числом. Такая комбинация называется гибридной (гибридизованной) орбиталью. Как правило, гибридизация затрагивает лишь высшие и близкие по энергии атомные орбитали, занятые электронами.

Простые вещества. Молекулярное и немолекулярное строение простых веществ. Металлические и неметаллические свойства в зависимости от положения элемента в периодической системе, граница между металлами и неметаллами.

Простые вещества — вещества, состоящие исключительно из атомов одного химического элемента.

Вещества, состоящие из молекул, называются молекулярными веществами. Так, вода состоит из молекул воды, сахар – из молекул сахарозы, а полиэтилен – из молекул полиэтилена.

Например, не содержат молекул алюминий, железо, алмаз, стекло, поваренная соль. Такие вещества называются немолекулярными. В немолекулярных веществах атомы и другие химические частицы, как и в молекулах, связаны между собой химическими связями.

Металлические свойства: по периоду возрастают справа налево, а по группе сверху вниз.

Граница: от бора до астата

Оксиды. Химические свойства кислотных, основных, амфотерных оксидов. Изменение кислотно-основных свойств оксидов в периодах и группах периодической системы. Влияние степени окисления на кислотно-основные свойства оксида элемента.

Хим. св-ва кислотных: 1. Кислотный оксид + вода = кислота

2. Кислотный оксид + основный оксид = соль

3. Кислотный оксид + основание = соль + вода

4. Нелетучий оксид + соль1 = соль2 + летучий оксид

Основных: 1. Основный оксид + кислота = соль + вода

2. Сильноосновный оксид + вода = щелочь

3. Сильноосновный оксид + кислотный оксид = соль

4. Основный оксид + водород = металл + вода

Амфотерных: При взаимодействии с сильной кислотой или кислотным оксидом проявляют основные свойства:

При взаимодействии с сильным основанием или основным оксидом проявляют кислотные свойства:

Слева направо по периодупо мере ослабления металлических свойств элементов основные свойства оксидов ослабевают, а кислотные возрастают.

По главным подгруппамне металлические свойства элементов ослабевают, а металлические усиливаются, поэтому: сверху вниз по главной подгруппе возрастают основанные свойства оксидов, а кислотные ослабевают.

Обратите внимание!Если один и тот же элемент образует несколько оксидов с разными степенями окисления, то чем выше степень окисления элемента в оксиде, тем выше его кислотные свойства.