Комплексные соединения

КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАР

Комплексті қосылыстардың құрылысын координациялық химия негізінде қарастырады. Комплексті қосылыстар молекулалары ішкі және сыртқы сферадан тұрады. Ішкі сферада комплекс түзуші ион немесе орталық атом және оны қоршаған топтар – лигандалар орналасады.

NH₃ F

| |

[H₃N - Cu – NH₃]SO₄ ; K[ F- В –F]

| |

NH₃ F

Орталық атом ролін көбінесе, өтпелі d – элементтері атқарады. Ал лигандалар қышқыл қалдықтары, бейтарап су, аммиак немесе басқа да молекулалар тобы т.б. бола алады.

К₃[Fe(CN)₆]

Координациялық саны – 6-ға тең;

Лиганда ретінде цианид ионы – CN^-;

Комплекс түзуші ион – Ғе;

Калий сыртқы сфераны құрайды;

Орталық атоммен байланған лигандалардың жалпы санын координациялық сан деп атайды.

Кесте 17

Комплекс түзу бастапқы заттардың қасиеттерін қатты өзгертеді. Мысалы, әлсіз негіз мыс гидроксиді аммиакпен әрекеттесіп, күшті комплекс негіз [Cu(NH₃)₄](OH)₂ түзеді:

Cu(OH)₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄](OH)₂

Күші орташа балқытқыш қышқыл бор фторидімен әрекеттесіп, күшті комплексті қышқыл Н[BF₄] түзеді:

BF₃ + HF → H[BF₄]

Комплекс түзу кезіндегі орталық атом мен лигандалардың қасиеттерінің өзгеруі олардың өзара әсеріне байланысты.

Комплексті қосылыстар сатылып диссоциацияланады: алдымен сыртқы және ішкі сфераға, сосын ішкі сфера өз ішінде комплекс түзуші ион мен лигандаларға:

Мысалы:

K₃[Fe(CN)₆] ↔ 3K⁺ + [Fe(CN)₆]^3-

[Fe(CN)₆]^3- ↔ Fe³⁺ + 6CN^-.

Комплексті иондарды сипаттайтын шаманы тұрақсыздық константасы деп атайды:

К_{тұрақсыздық} =

Тұрақсыздық константасының мәні неғұрлым үлкен болса, комплекс соғұрлым тұрақсыздық.

Комплекстердің бір-біріне ауысуы ерітіндіде, әлсіз электролит болатын, тұрақтырақ комплексті ион түзілгенде ғана мүмкін болады. Мысалы, КCN ерітіндісін [Ag(NH₃)₂]Cl ерітіндісіне қосқанда, соңғысы бұзылып, [Ag(CN)₂]^- комплексті ионы бар жаңа қосылыс түзіледі, өйткені ол [Ag(NH₃)₂]⁺ ионынан тұрақтырақ (К_{тұрақсыздық} ([Ag(CN)₂]^-)=1*10^-21 _{тұрақсыздық}([Ag(NH₃)₂]⁺) = 6,8*10^-8).

Реакция төмендегі теңдеу бойынша жүреді:

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2KCN → K[Ag(CN)₂] + KCl + 2NH₃

Комплексті тұздарға қос тұздар жатады, мысалы: калий алюминий ашудасы КAl(SO₄)₂ * 12H₂O немесе K[Al(SO₄)₂]*12H₂O. Оларды өте тұрақсыз комплексті қосылыстар ретінде қарастыру дұрыстырақ болады.

КҢомплексті қосылыстарға көптеген изомерия түрлері тән. Олардың ішінде негізгілерінің бірі-гидраттық изомерия. Гидраттық изомерияға құрамы CrCl₃*6H₂O қосылысы мысал бола алады. Күлгін түсті тұз молекуласында барлық алты молекулалары ішкі сферада орналасқан [Cr(OH₂)₆]Cl₃.

Қыздыру кезінде су молекулалары біртіңдеп ішкі сфераны босатып, хлорид-иондарына орын босатады. Нәтижесінде келесідей комплексті иондар түзіледі: [Cr(OH₂)₅Cl]Cl₂ * H₂O – ашық-жасыл түсті, [Cr(OH₂)₄Cl₂]Cl*2H₂O – қою-қоңыр түсті.

Орталық атом мен лиганда арасында донорлы-акцепторлы механизммен түзілетін ковалентті байланыс болады.

Мысалы, [Ag(NH₃)₂]⁺ комплексті ионында Ag⁺ ионы екі NH₃ молекуласын донорлы-акцепторлы механизммен түзілетін екі σ-байланыс арқылы координациялайды. (NH₃ молекулалары жұбының доноры, ал Ag⁺ акцептор).

4р

Ag 4s

4p

Ag⁺ 4s

σ – байланысының түзілуі күміс атомындағы sp – гибридизация нәтижесінде жүреді, ондағы валенттік бұрыш 180⁰.

Кесте 1

Координациялық сан орталық атом мен лигандалар арасындағы σ- байланыстар санымен белгіленеді.