КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

В данном разделе рассматриваются получение и свойства комплексных соединений. Для выполнения предлагаемой работы необходимо иметь представление о комплексных соединениях, об их строении, прочности и окислительно-восстановительной способности.

Центральное место в комплексном соединении занимает комплексообразователь -обычно атом или положительно заряженный ион (чаще всего металл). Типичными комплексообразователями являются d-элементы периодической системы Д. И. Менделеева. Частицы (ионы или молекулы), располагающиеся вокруг комплексообразователей, называются лигандами. Обычно в роли лигандов выступают анионы или полярные молекулы. В любом случае они имеют, по крайней мере, одну неподеленную пару валентных электронов. Комплексообразователь и лиганды образуют внутреннюю сферу комплексного соединения. Ионы, нейтрализующие суммарный заряд ионов внутренней сферы и располагающие более отдаленно от комплексообразователя, образуют внешнюю сферу. При написании формул комплексных соединений комплексообразователь с лигандами, т.е. внутреннюю сферу, заключают в квадратные скобки. Этим подчеркивается, что в растворах комплексный ион практически не диссоциирует на составляющие его ионы или молекулы. Соединения с малоустойчивой внутренней сферой называют двойными солями.

В некоторых случаях образование связи между ионом металла и лигандами можно объяснить их электростатическим притяжением. В большинстве случаев связь между комплексообразователем (акцептор) и лигандом (донор) осуществляется по донорно-акцепторному механизму. Число, показывающее, сколько лигандов вокруг себя удерживает комплексообразователь, называется координационным числом. Лиганды, образующие с комплексообразователем одну связь, называются монодентантными, две связи - бидентантными и т. д.

Заряд комплексного иона равен алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и лигандов.

Комплексные соединения при диссоциации образуют комплексные ионы, например: [Ag(NH₃)₂]Cl Û [Ag(NH₃)₂]⁺ + С1-. Такая диссоциация обычно протекает полностью. Комплексные ионы в свою очередь подвергаются вторичной диссоциации: [Ag(NH₃)₂]⁺ Û Ag⁺ + 2NH₃. Эта диссоциация обычно протекает в незначительной степени. Применяя закон действующих масс, получим выражение констант нестойкости комплексных ионов:

Константа нестойкости комплексного иона характеризует прочность (устойчивость) внутренней сферы комплексного соединения. Константы нестойкости некоторых комплексных ионов приведены в таблице приложения.

Так как диссоциация комплексного иона является процессом обратимым,то, выводя из его сферы ионы, можно практически разрушить комплекс. В качестве примера можно рассмотреть взаимодействие НNО₃ с [Ag(NH₃)₂]Cl.

[Ag(NH₃)₂]Cl + НNО₃ = AgCl¯ + 2NН₄NО₃.

Разрушение комплекса может произойти и в результате образования какого-либо более прочного комплекса, т.е. обладающего меньшей константой нестойкости.

Пространственное расположение составных частей комплексного соединения часто может быть нарушено без изменения состава молекулы в целом. Так, например, составу CrCl₃^.6H₂O соответствуют три вещества. В молекуле фиолетовой соли все шесть молекул воды находятся во внутренней сфере [Cr(H₂O)₆]Cl₃.

При нагревании часть молекул воды удаляется из внутренней сферы, уступая место хлорид-ионам. При этом образуются следующие комплексные соли.

[Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂^.H₂O светло- зеленого цвета

[Cr(H₂O)₄Cl₂]Cl^.2H₂O темно- зеленого цвета

Изомерия, подобная наблюдаемой уCrCl₃^.6H₂O, называется гидратной изомерией, так как обусловлена различным пространственным расположением молекул воды в комплексном соединении. В комплексных соединениях, как показано выше, наблюдаются и другие виды изомерии.