Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Химическая связь в комплексных соединениях
При описании химической связи в комплексных соединениях используют как электростатические представления, так и квантово-химический подход (методы валентных связей и молекулярных орбиталей, теория кристаллического поля, теория поля лигандов). Метод валентных связей в приложении к комплексным соединениям базируется на тех же представлениях, что и в молекулярных соединениях, т.е. ковалентная связь между лигандом и центральным атомом двухэлектронная и двухцентровая, а образование ее происходит по донорно-акцепторному механизму за счет неподеленных электронных пар донорного атома лиганда и вакантных орбиталей центрального атома. Орбитали комплекса, рассматриваются как орбитали, только центрального атома, гибридизация которых приводит к образованию связывающих орбиталей. Например, атом кобальта имеет электронную конфигурацию 4s23d7, a ион Со 3+-3d6. Под действием лигандов, например молекулы NH3, происходит спаривание d- электронов, и шесть электронов занимают три из пяти 3d- орбиталей. Остающиеся две вакантные 3d орбитали, а также одна 4 s и три p орбитали участвуют в гибридизации с образованием шести гибридных (d 2 sp 3) орбиталей, направленных к вершинам октаэдра. Экспериментальные данные показали что, гибридизация с участием d-орбиталей могут быть двух видов: с использованием внешних d -орбиталей или с использованием внутренних d -орбиталей. Зная тип гибридизации можно предсказать и объяснить реакционную способность комплексных соединений, которая во многом определяется скоростью обмена лигандов на другие молекулы или ионы в растворе. Обмену лигандов благоприятствует: 1. «внешняя» гибридизация и 2. наличие у центрального атома свободных «внутренних» орбиталей. При «внешней» гибридизации связь лиганда с комплексообразователем слабее, а при наличии у последнего вакантных d - орбиталей становится возможным присоединение к комплексу дополнительной частицы с последующим отщеплением одного из лигандов, например: [Со (NH3)6]3+ d2sp3 внутренняя гибридизация; [Ni(NH3)6]2+ sp3d2 гибридизация «внешняя»; [V(NH3)6]3+ d2sp3 гибридизация «внутренняя» Наиболее распространенными формами координационных соединений является квадрат, тетраэдр и октаэдр. Эти же формы реализуются и в биокомплексах. Доказано, что наряду с σ – связями в комплексных соединениях образуются π- связи также по донорно-акцепторному механизму.
В организме человека очень много жизненно важных комплексных соединений, миоглобин, гемоглобин и др. Кроме того, многие вещества, присутствующие в организме: аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, витамины, гормоны являются активными лигандами и, взаимодействуя с катионами биметаллов, образуют многообразные комплексные соединения, выполняющие определенные биологические функции. В зависимости от природы комплексообразователя изменяются биологические функции этих комплексов. Так, комплексы порфина с катионом Fe 2+ являются основой гемоглобина, с катионом Mg - хлорофилла, а с катионами двух металлов: Fe и Cu - цитохромоксидазы. Среди комплексных соединений следует выделить «комплексоны» (производные полиаминокарбоновых кислот), используемые в количественном анализе для определения многих катионов, в частности: Ca, Mg, Ba, Fe и др. «Комплексоны» нашли свое применение и в практической медицине. Их используют для выведения из организма инкорненированных металлов и радионуклеотидов, регулирования кальция в организме, для предотвращения или уменьшения образования камней, излечения бериллиоза, гепатоцеребральной дистрофии. «Комплексоны» оказывают ингибирующее действие на отложение фосфата кальция на аорте и в почках, замедляют остеопороз и позволяют диагностировать различные заболевания, в том числе онкологические поражения костной ткани и скелета. Многие лекарственные препараты представляют собой «комплексоны», например фосфицин, ксидифон, и т.д. Метод, в основе которого лежит реакция образования комплексных соединений называется «комплексонометрией». Рабочими растворами являются производные аминополикарбоновых кислот, из которых простейшей можно считать аминодиуксусную кислоту NH(CH2COOH)2. Наиболее распространенными комплексонами являются: 1. нитрилотриуксусная кислота или комплексон 1 - N (CH2COOH)3. 2. этилендиаминтетрауксусная кислота или комплексон (П) - [Н4Т]: 3. двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты или комплексон Ш, которую называют трилоном Б Na2 (H2Т):
Комплексоны отличаются полидентатностью, т.е. способностью образовывать сразу несколько координационных связей, с ионами металлов комплексообразователей: ковалентные связи с карбоксильными группами (-СООН) и донорно-акцепторные связи с азотом аминогруппы (:N). Соединения подобного типа называются внутрикомплексными (хелатными или клешневидными) соединениями. Реакции между комплексоном Ш и катионами металлов протекает с образованием комплексов строго определенного состава, в которых отношение металла к лиганду равно 1:1 независимо от степени окисления металла. Увеличение степени окисления металла приводит к увеличению числа координационных связей. Прочность образуемых комплексов обусловлена наличием в них одновременно как ковалентных, так и донорно-акцепторных связей. Наибольшей прочностью обладают комплексонаты катионов Ме3+ и Ме4+. Комплексон Ш, трилон Б, находит применение для количественного определения многих катионов металлов, например: Са2+, Cu2+, Ba2+, Zn 2+, Fe3+, AI3+, Mn2+, редкоземельных элементов и анионов, например SO42-, CO32-, PO43- и др. (косвенным методом). Кроме того, комплексон Ш используют для смягчения воды, в фармацевтическом и химическом производствах. В медицине комплексоны применяют для лечения «лучевой болезни», при свинцовых и ртутных отравлениях, для растворения почечных камней, в санитарно-гигиеническом анализе питьевой воды (определяют жесткость воды). Металлохромные индикаторы Для определения точки эквивалентности в комплексонометрии применяют специальные металлохромные индикаторы (металлоиндикаторы): эриохром черный Т, мурексид, эриохром темно-синий, пирокатехиновый фиолетовый и др. Все названные индикаторы представляют собой слабые органические кислоты, которые изменяют свою окраску в зависимости от рН среды. Кроме того, выполняя роль полидентатных лигандов, металлоиндикаторы образуют окрашенные соединения с катионами различных металлов. Эриохром черный Т – натриевая соль сложной трехосновной сульфокислоты (1-окси-2-нафтилазо-6-нитро-2 нафтол-4-сульфокислота). В водном растворе этот индикатор диссоциирует полностью на катион натрия и анион индикатора: NaH2Ind → Na+ + H2 Ind- В свою очередь, индикаторный анион в зависимости от реакции среды в большей или меньшей степени диссоциирует по уравнениям: pH=6,3 pH=11,6 Н2Ind- ↔ H+ + HInd2- ↔ 2H+ + Ind3- красный синий оранжевый При рН<6 равновесие сдвигается в сторону образования аниона Н2Ind-, имеющего красную окраску. В интервале рН от 7 до 11, эриохром черный Т находится в основном в виде иона HInd2-, окрашенного в синий цвет. При рН >11,6 индикатор почти полностью диссоциирован, его анион Ind3- окрашен в оранжевый цвет. Эриохром черный Т образует с катионами - комплексообразователями окрашенные внутрикомплексные соединения, хорошо растворимые в воде. Так с двухвалентным металлом, например с кальцием, образуется комплекс вино-красного цвета: HInd2-+ Са2+ ↔ Са Ind- +Н+ синий вино-красный Образующийся комплекс эриохрома черного Т с катионом металла менее прочен, чем комплекс того же металла с трилоном, поэтому трилон Б может вытеснить индикатор из его соединения с катионом металла по следующему уравнению: Са Ind- +Н2Т2- ↔ Са Т2- + HInd2-+ Н+ вино-красный синий
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-03-09; просмотров: 146; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.223.172.224 (0.008 с.) |