Комплексные соединения

«КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ»

Комплексные соединения - это частицы (нейтральные молекулы

или ионы), которые образуются в результате присоединения к данному иону

(или атому), называемому комплексообразователем, нейтральных молекул

или других ионов, так называемые лиганды.

Комплексные соединения в природе

1. Гемоглобин, который входит в состав красных телец крови людей и животных, состоит из белка глобина и окрашенного соединения – гемма. Гемм представляет собой сложное комплексное соединение, в котором центральный атом Fe (+2)

2. Хлорофилл присутствует во всех фотосинтезирующих организмах — высших растениях, водорослях, сине-зелёных водорослях (цианобактериях), фотоавтотрофных простейших (протистах) и бактериях.   Хлорофилл находит применение как пищевая добавка

Комплексные соединения в природе

Витамин В 12 – это тоже комплексное соединение, центральным атомом которого является атом Кобальта . Витамин В 12 влияет на жировой, углеводный и белковый обмены. Стимулирует образование эритроцитов в костном мозге и рост аксонов нервных клеток.

Огромное количество лекарственных препаратов представляют собой комплексные соединения.

Комплексные соединения в природе

минералы

Гранат (Fe,Mn) 3 Al 2 [SiO 4 ] 3  

Изумруд

Be 3 Al 2 [Si 6 O 18 ]

Бирюза CuAl 6 (OH) 8 [PO 4 ] 4

Строение комплексных соединений

Классификация комплексных соединений

• По составу:

• соли (например, K 3 [Fe(CN) 6 ]
• соли (например, K 3 [Fe(CN) 6 ]

• основания (например, [Ag(NH 3 ) 2 ]OH) кислоты (например, H[AuCl 4 ])
• основания (например, [Ag(NH 3 ) 2 ]OH)
• кислоты (например, H[AuCl 4 ])

2. По заряду внутренней сферы :

• катионный (например, [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ SO 4 2- ) анионнай (например, K 3 + [Fe(CN) 6 ] 3- )
• катионный (например, [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ SO 4 2- )
• анионнай (например, K 3 + [Fe(CN) 6 ] 3- )

• нейтральный (например, [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ [PtCl 4 ] 2- ) катионно-анионный (например, [PtCl 4 (NH 3 ) 2 ] 0 )
• нейтральный (например, [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ [PtCl 4 ] 2- )
• катионно-анионный (например, [PtCl 4 (NH 3 ) 2 ] 0 )

Реакции образования комплексных соединений

Комплексные соединения обычно получают действием избытка лигандов на содержащее комплексообразователь соединение. Координационное число, как правило, в 2 раза больше степени окисления комплексообразователя. Из этого правила бывают, однако, исключения.

Образование гидроксокомплексов:

AlCl 3  + 6NaOH (изб)  = Na 3 [Al(OH) 6 ] + 3NaCl

AlCl 3  + 4NaOH (изб)  = Na[Al(OH) 4 ] + 3NaCl

ZnSO 4  + 4NaOH (изб)  = Na 2 [Zn(OH) 4 ] + Na 2 SO 4  

Реакции разрушения комплексных соединений

• действия любой сильной кислоты на гидрокомплексы; в этом случае образуется соль и вода:
• действия любой сильной кислоты на гидрокомплексы; в этом случае образуется соль и вода:
• действия любой сильной кислоты на гидрокомплексы; в этом случае образуется соль и вода:

К 3 [Al(OH) 6 ] + 6HCl (изб)  = 3KCl + AlCl 3  + 6H 2 O

• нагревания некоторых комплексных соединений:
• нагревания некоторых комплексных соединений:
• нагревания некоторых комплексных соединений:

[Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4  → CuSO 4  + 4NH 3 ↑

Na 3 [Al(OH) 3 ] → Na 3 AlO 3  + 3H 2 O

• окислительно-восстановительных реакций:
• окислительно-восстановительных реакций:
• окислительно-восстановительных реакций:

2Na[Ag(CN) 2 ] + Zn = Na 2 [Zn(CN) 4 ] + 2Ag

6K 4 [Fe(CN) 6 ] +K 2 Cr 2 O 7  +7H 2 SO 4 =6K 3 [Fe(CN) 6 ]+Cr 2 (SO 4 ) 3  +4K 2 SO 4  +7H 2 O

Применение комплексных соединений

• Гальванические покрытия – защита одного металла другим. Например, медное покрытие крепко соединяется с железом, если использовать в процессе комплексные соединения.
• Электролитическое получение металлов. Например, алюминий в расплаве криолита образует комплекс Nа 3 [AlF 6 ]. Из расплавов соединений комплексных солей получают такие металлы, как Nb, Tl, Th, Mg.
• Защита металлов от коррозии. Ингибиторы – комплексные соли, где лигандами выступают и органические вещества.

Применение комплексных соединений

• •  Аналитическая химия. Многие индикаторы, реактивы, которые помогают распознать вещества, ионы и даже заряды ионов, – комплексные соединения. Катион Fe 2+  можно распознать в реакции с гексацианоферратом(III) калия:

FeCl 2 + K 3 [Fe(CN) 6 ] = KFe[Fe(CN) 6 ] + 2 KCl

образуется синий осадок (турнбулева синь).

Катион Fe 3+  можно распознать гексацианоферратом(II) калия:

4FeCl 3  + 3K 4 [Fe(CN) 6 ] = Fe 4 [Fe(CN 6 )] 3 + 12KCl

Образуется темно-синий осадок (берлинская лазурь)

Применение комплексных соединений

• Получение металлов. Например золота: золотой песок растворяется в растворе цианида натрия (NaCN) в присутствии кислорода и воды, потому что образуется очень устойчивое комплексное соединение золота:

4Au + O 2  + 2H 2 O + 8NaCN = 4Na[Au(CN) 2 ] + 4NaOH.

Из полученного комплекса золото вытесняют цинком:

Zn + 2Na[Au(CN) 2 ] = Na 2 [Zn(CN) 4 ] + 2Au

• Фотографический процесс также немыслим без комплексных соединений.
• Комплексные соединения платины, Co(III), Fe(III) используются в

химиотерапии при лечении раковых заболеваний и влияют на развитие

раковых клеток