САМАРКАНДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им.А.НАВОИ КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ интерактивные методические указания для студентов нехимических специальностей Просто и доступно ! Составитель: доц. Д.М. Аронбаев
Комплексные соединения О O О О О Mg NN NN NN NN
[Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 Комплексными соединениями, или просто комплексами, мы будем называть и комплексные ионы, и комплексные молекулы. Комплексными соединениями, или просто комплексами, мы будем называть и комплексные ионы, и комплексные молекулы. Комплексным соединением называют сложное соединение, образующееся при взаимодействии более простых неизменных частиц (атомов, ионов или молекул), каждая из которых способна существовать независимо в обычных условиях. NH 3 CuSO 4 Na[Al(OH) 4 ] NaOH Al(OH) 3
Наиболее удачно строение и свойства таких соединений объясняет координационная теория. Предложена в 1893 г. швейцарским химиком, лауреатом Нобелевской премии, профессором Цюрихского университета Альфредом Вернером и дополненная русскими учёными Л.А Чугаевым, И.Л.Черняевым и А.А.Гринбергом. (1866 – 1919)
Основные положения координационной теории I. Комплексообразователь (центральный катион) - катион металла, который обладает вакантными орбиталями. Катионы: металлов (d -элементов): Сu +2, Co +3, Fe +3, Hg +2 и др. (реже р -элементы): Al +3 (иногда неметаллы):В +3, Si +4. K 3 [CoF 6 ] Co +3+
Вокруг комплексообразователя расположены лиганды – частицы, обладающие неподеленными электронными парами. Основные положения координационной теории II. Молекулы: H 2 O, NH 3, Анионы: CN -, OH -, Cl -, Br -, NO Лиганды NH 3 – амин H 2 O – аква OH - - гидроксо CN - - циано SNC - - тиоцианата- (или продано) Cl - - хлор (аналогично другие галогены) СООН - - карбоксо
Основные положения координационной теории Координационное число – количество лигандов, которые может присоединять комплексообразователь. III. Координационное число – в 2 раза больше чем C.О. центрального иона. +1(2) +2(4, 6) +3(6, 4) +4(8, 6) [Cu(NH 3 ) 4 ] +2 +2
Основные положения координационной теории IV. Комплексообразователь и лиганды составляют внутреннюю сферу комплекса. [Cu(NH 3 ) 4 ] +2 Как определить суммарный заряд внутренней сферы? [CoF 6 ] -3
РАССТАВЬТЕ СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ ИОНА КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЯ: Na 3 [AlF 6 ]Ответ: Na + 3 [Al +3 F - 6 ] K[MgCl 3 ] Na[Al(OH) 4 ] Na 4 [Fe(CN) 6 ] Na 3 [Al(OH) 6 ] [Cu(NH 3 ) 4 ]Cl 2 Ответ: Na + [Al +3 (OH) - 4 ] Ответ: K + [Mg +2 Cl - 3 ] Ответ:Na + 4 [Fe +2 (CN) - 6 ] Ответ:Na + 3 [Al +3 (OH) - 6 ] Ответ:[Cu +2 (NH 3 ) 0 4 ]Cl - 2
СТРОЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ [ Cu(NH 3 ) 4 ]Cl 2 КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИГАНДЫ КООРДИНАЦИОННОЕ ЧИСЛО - 4 ВНУТРЕННЯЯ СФЕРА ВНЕШНЯЯ СФЕРА КОМПЛЕКСНЫЙ ИОН
Повторим и запомним ! Строение комплексных соединений Координационные соединения образованы металлами побочных подгрупп, имеющими, как правило, незавершенный d - уровень. Метод валентных связей (ВС) принимает во внимание донорно-акцепторное происхождение связей в комплексных соединениях. Образование комплексного иона можно объяснить наличием у катионов d-металлов вакантных орбиталей на s-, p-, d- и f- подуровнях: Co 3+ 3d3d3d3d 4 р 4 р 4 р 4 р 4s4s4s4s Co 0 4s4s4s4s 4 р 4 р 4 р 4 р 3d3d3d3d
Строение комплексных соединений Для образования прочных связей внутри комплексного соединения энергетически выгодно освободить две d- орбитали спариванием электронов: Для образования прочных связей внутри комплексного соединения энергетически выгодно освободить две d- орбитали спариванием электронов: Co 3+ 4s4s4s4s 4 р 4 р 4 р 4 р 3d3d3d3d Свободные орбитали атомов кобальта, в свою очередь, являются вакансиями для неподелённой электронной пары азота в молекуле аммиака. Так происходит образование внутренней координационной сферы комплексного соединения:.. NH Co 3+
Классификация комплексных соединений по заряду комплекса по виду лигандов по составу внешней сферы Комплексные соединения классифицируют
Классификация По заряду комплекса Катионные Катионно - анионные Нейтральные Анионные [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ Cl 3 [PtCl 4 (NH 3 ) 2 ] K 2 [PtCl 6 ] 2- [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ [PtCl 4 ] 2-
Классификация По составу внешней сферы Кислоты Основания Соли Неэлектролиты H 2 [PtCl 6 ]Na 3 [AlF 6 ] [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ][Ag(NH 3 ) 2 ]OH
Классификация по виду лигандов Аквакомплексные Смешанные Ацидокомплексные Амминокомплексные [Fe(H 2 O) 6 ]SO 4 K[Au(CN) 4 ] [Zn(NH 3 ) 4 ]Cl 2 [CoCl(NH 3 ) 3 (H 2 O) 2 ](NO 3 ) 2
Комплексные соединения
НОМЕНКЛАТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ди- три- тетра- пента- гекса- ЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ: НАЗВАНИЯ ЛИГАНДОВ: H 2 O - аква NH 3 - амин СO - карбонил OН - - гидроксо- (СN) - - циано F -, Cl -, Br -, I - - фтора-, хлор-, брома-, йодо- (NO 2 ) - - нитро
НОМЕНКЛАТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НАЗВАНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ АНИОНОВ: Fe - феррат Cu - купрат Ag - аргентат Au - аурат Hg - меркурат Al - алюминат Zn - цинкат От латинского названия комплексообразователя с добавлением суффикса ат
НАЗОВИТЕ КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Na 3 [AlF 6 ] Na[Al(OH) 4 ] K 4 [Fe(CN) 6 ] Гексафтораалюминат натрия Тетрагидроксоалюминат натрия Гексацианоферрат (II) калия
тетрагидроксоцинкат натрия НОМЕНКЛАТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Na + 24]4](OH) - [Zn +2 [Cr +3 (H 2 O) 0 6]6] Cl - 3 хлоридаквагексаxрома (III) K+2K+2 [Hg +2 I-I- 4]4] тетрайодомеркурат (II)калия
НАЗОВИТЕ КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 Сульфат тетрааминмеди (II) [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl Хлорид диаминсеребра Хлорид гексааквахрома (III) [Cr(H 2 O) 6 ]Cl 3
Ответ: K 2 [PtCl 6 ] Гексахлорплатинат (IV) калия Нитрат тетрааминхлорнитрокобальта(III) Гексагидроксохромат (III) натрия СОСТАВЬТЕ ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВ Ответ: [Co(NH 3 ) 4 (NO 2 )Cl]NO 3 Ответ: Na 3 [Cr(OH) 6 ] Нитрат гексааминникеля (II) Ответ: [Ni(NH 3 ) 6 ](NO 3 ) 2
Получение и свойства комплексных соединений Оборудование и посуда: пробирки планшет Реактивы: HCl, CuSO4, NH4OH, K3[Fe(CN)6], FeSO4, [Ag(NH3)2]NO3, [Co(H2O)6]SO4. Лабораторная работа
Опыт 1 ПОЛУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Получение гидроксида тетрааминмеди (II) CuSO 4 + NH 4 OH Cu(OH) 2 + 4NH 3 Получение хлорида диаминсеребра (I) AgCl+ NH 4 OH
[Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 CuSO 4 +NH 4 OH Cu(OH) 2 +(NH 4 ) 2 SO 4 Cu(OH) 2 + 4NH 3 Подсказка
Опыт 2. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 1. Реакции по внешней сфере 1. Реакции по внешней сфере FeSO 4 +K 3 [Fe(CN) 6 ] 2. Реакции с участием лигандов 2. Реакции с участием лигандов [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 + 4HCl 3. Реакции по центральному иону [Ag(NH 3 ) 2 ]NO 3 + HCl [Ag(NH 3 ) 2 ]NO 3 + HCl 4. Разрушение комплексов: [Co(H 2 O) 6 ]SO 4 · H 2 O
Значение комплексов Аналитическая химия: для идентификации неорганических и органических веществ: определение катионов металлов Cu +2, Fe +3 Органические вещества, которые выполняют физиологические функции в организме растений и животных: хлорфилл и гемоглобин.
Список рекомендуемой литературы 1. Ахметов Н.С. Лабораторные и семинарские занятия по неорганической химии : учеб. пособие для хим.-техн. спец. вузов / Н.С. Ахметов, М.И. Азизова, Л.И. Бадыгина. М. : Высшая школа, с. 2. Васильева З.Г. Лабораторные работы по общей н неорганической химии : учеб. пособие для студентов нехимич. вузов / З.Г. Васильева. А.А. Грановская. А.А. Таперова. 2-е изд. испр. Л.: Химия. Ленинградское отделение с. 3. Глинка Н.Л. Общая химия / Н.Л.Глинка - М: ИНТЕГРАЛ-ПРЕСС, с. 4. Карапетянц. М.Х. Общая и неорганическая химия: учебник по химии для вузов / М.Х. Карапетянц. СИ. Дракин. 2-е изд.. перераб. и доп. М.: Химия с. 5. Коровин. Н.В. Лабораторные работы по химии : учеб. пособие для технич- направо. и спец. вузов / Н.В. Коровин, Э.И. Мишулина. Н.Г. Рыжова : под. ред. НВ. Коровина. - 2-е изд. перераб. и доп. М.: Высшая школа с. 6. Фролов В.И. Практикум по обшей и неорганической химии : учеб. пособие для студентов вузов / В.И. Фролов, Т.М. Курохтина. З.Д. Дымова [и др.]; под ред. Н.Н. Павлова, В.И. Фролова.2-е изд. перераб. и доп. М.: Дрофа, с.
Спасибо за внимание!