Будова комплексних сполук
При взаємодії часток спостерігається взаємна координація частинок, яку можна визначити як процес комплексоутворення. Наприклад, процес гідратації іонів закінчується утворенням аквакомплексів. Реакції комплексоутворення супроводжуються перенесенням електронних пар і призводять до утворення або руйнування з’єднань вищого порядку, так званих комплексних (координаційних) сполук. Особливістю комплексних сполук є наявність в них координаційного зв’язку, що виникла по донорно-акцепторного механізму. Комплексними сполуками називаються сполуки, що існують як в кристалічному стані, так і в розчині, особливістю яких є наявність центрального атома, оточеного лигандами. Комплексні сполуки можна розглядати як складні з’єднання вищого порядку, що складаються з простих молекул, здатних до самостійного існування в розчині.
За
За координаційної теорії Вернера в комплексному поєднанні розрізняють внутрішню і зовнішню сфери. Центральний атом з оточуючими його лігандами утворюють внутрішню сферу комплексу. Її зазвичай укладають у квадратні дужки. Все інше в комплексному поєднанні становить зовнішню сферу і пишеться за квадратними дужками. Навколо центрального атома розмішається певне число лігандів, яке визначається координаційним числом (кч). Число координованих лігандів найчастіше дорівнює 6 або 4. Ліганд займає близько центрального атома координаційне місце. При координації змінюються властивості як лігандів, так і центрального атома. Часто координовані ліганди неможливо виявити за допомогою хімічних реакцій, характерних для них у вільному стані. Більш міцно пов’язані частинки внутрішньої сфери називаються комплексом (комплексним іоном). Між центральним атомом і лігандами діють сили тяжіння (утворюється ковалентний зв’язок за обмінним і (або) донорно-акцепторного механізму), між лігандами – сили відштовхування. Якщо заряд внутрішньої сфери дорівнює 0, то зовнішня координаційна сфера відсутня.
Центральний атом (комплексоутворювач) – атом або іон, який займає центральне положення в комплексному поєднанні. Роль комплексообразователя найчастіше виконують частинки, що мають вільні орбіталі і досить великий позитивний заряд ядра, а отже, можуть бути акцепторами електронів. Це катіони перехідних елементів. Найбільш сильні комплексообразовате-ли – елементи IB і VIIIB груп. Рідко в якості комплексоутворювачів виступають нейтральні атоми d-елементів [Fe (CO) 5] і атоми неметалів у різного ступеня окислення [PF6] -. Число вільних атомних орбіталей, що надаються комплексоутворювачем, визначає його координаційне число. З’єднання р-елементів проявляють комплексоутворюючі властивості і виступають в комплексному поєднанні в якості лігандів. Лигандами можуть бути атоми і молекули (білка, амінокислот, нуклеїнових кислот, вуглеводів). За кількістю зв’язків, утворених лігандами з комплексо-образователем, ліганди діляться на моно-, ди-і полідентатних ліганди. Вищеперелічені ліганди (молекули й аніони) є монодії-татнимі, так як вони донори однієї електронної пари. Число місць, займаних кожним лигандом у внутрішній сфері комплексного з’єднання, називається координаційної ємністю (дентатність) ліганду. Вона визначається числом електронних пар лиганда, які беруть участь в утворенні координаційного зв’язку з центральним атомом.
Крім комплексних сполук, координаційна хімія охоплює подвійні солі, кристалогідрати, що розпадаються у водному розчині на складові частини, які в твердому стані у багатьох випадках побудовані аналогічно комплексним, але нестійкі.
Найбільш стійкі і різноманітні комплекси по складу і виконуваним ними функціям утворюють d-елементи. Особливо велике значення мають комплексні сполуки перехідних елементів: заліза, марганцю, титану, кобальту, міді, цинку і молібдену. Біогенні s-елементи (Na, К, Mg, Са) утворюють комплексні сполуки тільки з лігандами певної циклічної структури, виступаючи також як комплексообразователя. Основна частина р-елементів (N, P, S, О) є активною діючою частиною комплексообразующих частинок (лігандів), у тому числі і біолігандами. У цьому полягає їх біологічна значимість.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)