Что такое дентатность лиганда

Что такое дентатность лиганда

Основы современной координационной теории были изложены в конце прошлого века швейцарским химиком Альфредом Вернером, обобщившим в единую систему весь накопившийся к тому времени экспериментальный материал по комплексным соединениям. Им были введены понятия о центральном атоме (комплексообразователь) и его координационном числе, внутренней и внешней сфере комплексного соединения, изомерии комплексных соединений, предприняты попытки объяснения природы химической связи в комплексах.

Все основные положения координационной теории Вернера используются и в настоящее время. Исключение составляет его учение о природе химической связи, которое представляет сейчас лишь исторический интерес.

Образование комплексного иона или нейтрального комплекса можно представить себе в виде обратимой реакции общего типа:

M + n L Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда[ML n ]

В комплексных ионах комплексообразователями являются медь(II), кремний(IV), железо(II), бор(III).
Чаще всего комплексообразователем служит атом элемента в положительной степени окисления.
Отрицательные условные ионы (т.е. атомы в отрицательной степени окисления) играют роль комплексообразователей сравнительно редко. Это, например, атом азота(-III) в катионе аммония [NH 4 ] + и т.п.

Атом-комплексообразователь может обладать нулевой степенью окисления. Так, карбонильные комплексы никеля и железа, имеющие состав [Ni(CO) 4 ] и [Fe(CO) 5 ], содержат атомы никеля(0) и железа(0).

Комплексообразователь (выделен синим цветом) может участвовать в реакциях получения комплексов, как будучи одноатомным ионом, например:

так и находясь в составе молекулы:

P H 3 + H + Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда[ P H 4 ] + ;

B F 3 + NH 3 Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда[ B (NH 3 )F 3 ]

В комплексной частице может быть два и более атомов-комплексообразователей. В этом случае говорят о многоядерных комплексах.

Лиганды, как правило, не связаны друг с другом, и между ними действуют силы отталкивания. В отдельных случаях наблюдается межмолекулярное взаимодействие лигандов с образованием водородных связей.

Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда

Примером гексадентатного лиганда может служить анион этилендиаминтетрауксусной кислоты: Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда

Полидентатные лиганды могут выступать в роли мостиковых лигандов, объединяющих два и более центральных атома.

Важнейшей характеристикой комплексообразователя является количество химических связей, которые он образует с лигандами, или координационное число ( КЧ ). Эта характеристика комплексообразователя определяется главным образом строением его электронной оболочки и обусловливается валентными возможностями центрального атома или условного иона-комплексообразователя (подробнее см. >>>).

Когда комплексообразователь координирует монодентатные лиганды, то координационное число равно числу присоединяемых лигандов. А число присоединяемых к комплексообразователю полидентатных лигандов всегда меньше значения координационного числа.

Значение координационного числа комплексообразователя зависит от его природы, степени окисления, природы лигандов и условий (температуры, природы растворителя, концентрации комплексообразователя и лигандов и др.), при которых протекает реакция комплексообразования. Значение КЧ может меняться в различных комплексных соединениях от 2 до 8 и даже выше. Наиболее распространенными координационными числами являются 4 и 6.

В аквакомплексах координационное число комплексообразователя в степени окисления +II чаще всего равно 6:

Известны комплексообразователи, которые обладают практически постоянным координационным числом в комплексах разных типов. Таковы кобальт(III), хром(III) или платина(IV) с КЧ 6 и бор(III), платина(II), палладий(II), золото(III) с КЧ 4. Тем не менее большинство комплексообразователей имеет переменное координационное число. Например, для алюминия(III) возможны КЧ 4 и КЧ 6 в комплексах и

Координационные числа 3, 5, 7, 8 и 9 встречаются сравнительно редко. Есть всего несколько соединений, в которых КЧ равно 12 – например, таких как K9 [Bi(NCS) 12 ].

Лиганды, непосредственно связанные с комплексообразователем, образуют вместе с ним внутреннюю (координационную) сферу комплекса.
Так, в комплексном катионе внутренняя сфера образована атомом комплексообразователя – меди(II) и молекулами аммиака, непосредственно с ним связанными.
Обозначается внутренняя сфера квадратными скобками:
В зависимости от соотношения суммарного заряда лигандов и комплексообразователя внутренняя сфера может иметь положительный заряд, например, либо отрицательный, например, или нулевой заряд, например, как для

Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда

При растворении в воде комплексные соединения необратимо диссоциируют на ионы:

Кислоты с комплексными анионами в водном растворе подвергаются необратимому протолизу :

Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда

в котором реализуется четверная связь Re – Re: одна σ-связь, две π- связи и одна δ-связь. Особенно большое число кластерных комплексов насчитывается среди производных d-элементов.

Многоядерные комплексы смешанного типа содержат как связь комплексообразователь–комплексообразователь, так и мостиковые лиганды.
Примером комплекса смешанного типа может служить карбонильный комплекс кобальта состава [Co 2 (CO) 8 ], имеющий следующее строение:
Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда

Здесь имеется одинарная связь Co – Co и два бидентатных карбонильных лиганда CO, осуществляющих мостиковое соединение атомов-комплексообразователей.

Источник

Классификация лигандов по дентантности

(1) монодентантные лиганды:

(2) бидентантные лиганды:

(3) полидентантные лиганды. Важнейшими из них являются комплексоны– аминополикарбоновые кислоты и их соли. К широко используемым комплексонам относится этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА),

Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда

а также ее динатриевая соль(Na2H2Y),известная как Трилон Б:

Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда

Комплексоны находят применение в медицине для лечения мочекаменной болезни. Они способны растворять камни, образующиеся в почках и мочевом пузыре. Процесс растворения оксалатного камня описывается уравнением:

Комплексоны широко используются в аналитической химии. Например, метод комплексонометрии является одним из методов объемного анализа, в основе которого лежит реакция комплексообразования:

Me 2+ + Na2H2Y Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда⇄MeY 2 ‾ + 2 Na + + 2 H +

Классификация комплексных соединений

1) по природе лигандов

а) Комплексы с монодентантными лигандами:

б) Комплексы с би- и полидентантными лигадами. Особую группу составляют хелатные (клешневидные) комплексы, содержащие полидентантные лиганды, образующие замкнутые циклы.

Например, комплекс меди с этилендиамином:

Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда

Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда

Тетацин применяется в медицине как лекарственный препарат для детоксификации организма при отравлении тяжелыми металлами. Приведенное ниже уравнение описывает связывание токсичных катионов ртути в прочный комплекс, легко выводящийся из организма с мочой:

Hg 2+ + [CaY] 2 ‾ ® Ca 2+ + [HgY] 2 ‾.

2) По скорости образования комплексов:

(а) лабильные, образующиеся с высокой скоростью;

(б) инертные, образующиеся с низкой скоростью.

Номенклатура комплексных соединений

1) Вначале называют катионы, а затем анионы. Названия комплексных анионов заканчиваются суффиксом –ат.

Названия лигандов-анионов заканчиваются на – о:

OH‾ ― гидроксо NO2‾ ― нитро

NO3‾ ― нитрато CN‾ ― циано

СNS‾ ― родано SO4 2 ‾ ― сульфато

Катион-лиганд NH2NH3 + имеет название гидразиниум.

Названия некоторых комплексообразователей зависит от того, в состав катиона или аниона они входят (таблица 13).

Таблица 13 ― Название некоторых комплексообразователей

МеталлНазвание комплексообразователя
В комплексном катионеВ комплексном анионе
Fe Hg Au Ag Cu Sn PbЖелезо Ртуть Золото Серебро Медь Олово СвинецФеррат Меркурат Аурат Аргентат Купрат Станат Плюмбат

3) Степень окисления комплексообразователя указывают, если у металла их несколько.

Ниже приведены названия некоторых комплексных соединений:

Na[Al(OH)4] ―- натрий тетрагидроксоалюминат

Строение КС

Строение комплексных соединений описывается либо в рамках метода валентных связей (метод ВС), либо с позиции теории кристаллического поля.С позиций метода ВС связи металл — лиганд являются ковалентными полярными, образованными по донорно-акцепторному механизму. Лиганды выступают в роли доноров электронных пар, а комплексообразователи — в роли их акцепторов. Схема взаимодействия металлов и лигандов представлена на рисунок 54.

Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лигандаЧто такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда

Рисунок 54 — Схема взаимодействия металлов и лигандов

Конфигурация комплексного иона определяется типом гибридизации атомных орбиталей комплексообразователя (таблица 14).

Таблица 14 — Конфигурация комплексных ионов.

Координа-ционное число комплексообразо-вателяТип гибриди-зацииКонфигурация комплексных ионовПримеры
sp Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лигандалинейная[Ag(NH3)2]+
sp3 dsp2тетраэдрическая Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лигандаКвадратно-плоскостная Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда[Zn(NH3)4]2+ [AuCl4]-
sp3d2Октаэдрическая Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда[FeF6]3- [Fe(CN)6]3-

Теория кристаллического поля исходит из того, что металлы и лиганды связаны между собой силами электростатического притяжения. Эта теория рассматривает воздействие лигандов на d-орбитали иона-комплексообразова-теля. Если катион металла находится в симметричном магнитном поле, его d-орбитали имеют одинаковый запас энергии (являются вырожденными). Если ион находится в октаэдрическом, тетраэдрическом или другом несимметричном поле лигандов, то происходит расщепление его d-подуровня(рисунки 55-56).

Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда

Рисунок 55 — Расщепление d-подуровня в октаэдрическом поле

Что такое дентатность лиганда. Смотреть фото Что такое дентатность лиганда. Смотреть картинку Что такое дентатность лиганда. Картинка про Что такое дентатность лиганда. Фото Что такое дентатность лиганда

Рисунок 56 — Расщепление d-подуровня в тетраэдрическом поле

Величина энергии расщепления (∆) зависит от конфигурации комплекса и природы лиганда.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *