Классификация комплексных соединений

Она проводится в зависимости от лиганда (L)

1) Аквакомплексы  (L - H₂O)

[Cr(H₂O)₆]Cl – хлорид гексааквахрома (III)

2) Аммиакаты (L - NH₃)

[Ag(NH₃)₂]Cl – хлорид диамин серебра

3) Ацидокомплексы – лиганды анионы

Na[Al(OH)₄] – тетрагидроксоаллюминат натрия

K₃[Fe(CN)₆] – гексацианоферрат (III) калия

4) Хелатные комплексы: хлорофилл, гемоглобин и т.д.

5) Нейтральные

    [Fe(CO)₅] –пентакарбонил железа

    [Cr(NH₃)₃Cl₃] –хлоридтриаммин хрома (III).

      Получение комплексных соединений

Сu(OH)₂ +NH₃ → [Cu(NH₃)₄](OH)₂

AlCl₃ + 6H₂O → [Al(H₂O)₆]Cl₃

Диссоциация комплексных соединений

В водной среде комплексные соединения являются электролитами. Их диссоциация протекает ступенчато.

1-я ступень: идет диссоциация на комплексный ион и ионы внешней  сферы:

K₃[Fe(CN)₆] →  3K⁺ + [Fe(CN)₆] ^3-

На этой ступени комплексные соединения сильные  электролиты.

2-я ступень: идет разрушение комплексного иона:

[Fe(CN)₆] ^3- →  Fe³⁺ + 6CN^-

На этой ступени комплексные соединения слабые  электролиты.

Диссоциацию комплексных соединений характеризует величина константы нестойкости (К_н).

К_н = [Fe³⁺] ∙ [CN^-]⁶ / [Fe(CN)₆] ^3-

Чем меньше константа нестойкости, тем устойчивее комплексное соединение. Данные по константам нестойкости приведены в таблицах.

K₄[Fe(CN)₆]    К_н = 1.3 ∙10^-37

K₂[Co(CNS)₄] K_н = 1∙10^-2 

 Следовательно I комплекс устойчивее  II.

    Изомерия комплексных соединений

1) Ионизационная [Co(NH₃)₅Br]SO₄ - [Co(NH₃)₅SO₄]Br

2) Координационная [Co(NH₃)₆] [Cr(C₂O₄)₃] - [Cr (NH₃)₆] [Co(C₂O₄)₃]

3) Связевая [(NH₃)₅Co-NO₂]Cl₂ - [(NH₃)₅Co-ONO]Cl₂

4) Гидратная [Cr(H₂O)₆]Cl₃ - [Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂×H₂O

5) Пространственная - цис- транс- изомерия

6) Оптическая изомерия. Оптические изомеры отличаются друг от друга как правая и левая перчатки, не могут быть совмещены никакими перемещениями в пространстве и вращают плоскость поляризации света в разные стороны. Zn(Gly)₂ - (Gly) - глицинат-анион NH₂CH₂COO^-

 

    Электронное строение комплексных соединений

    В настоящее время для объяснения образования, строения и свойств комплексных соединений применяются три теории.

I. Метод валентных связей

    Попытка описать строение комплексов с позиций теории валентных связей (донорно-акцепторные связи) не дает хорошего результата.

1) Непонятно, почему комплексы окрашены, да еще по разному.

2) Количество связей. Ni(II) - 3d⁸. Даже если все электроны спарить, остается только одна орбиталь 3d, одна 4s и три 4р. Всего пять свободных орбиталей, а никель обычно образует шестикоординированные комплексы.

3) Откуда берутся магнитные свойства комплексных соединений?

    Магнитное поле в веществе отличается от магнитного поля в вакууме. Если в веществе есть свои элементарные магнитики (неспаренные электроны), поле в веществе усиливается, магнитики ориентируются в направлении поля. Это парамагнетизм. Если в веществе все электронные оболочки заняты электронами (все электроны спаренные), они ориентируются против поля, ослабляя его - диамагнетизм. Коэффициент, показывающий, насколько поле в веществе отличается от поля в вакууме - магнитная восприимчивость вещества c. Она связана с т.н. эффективным магнитным моментом m_эф уравнением  , где b - магнетон Бора.

    Возвращаясь к комплексным соединениям, можно опметить,что при одинаковом количестве d-электронов, например d⁶, [CoF₅]^3- парамагнитен, а [Co(NH₃)₆ - диамагнитен, [FeF₆]^4- парамагнитен, а [Fe(CN)₆] диамагнитен. Теория валентных связей никак не разрешает это противоречие.