Природа химической связи в комплексных ионах

В настоящее время для объяснения образования, стро­ения и свойств комплексных соединений применяются различные теории, но наиболее наглядным и доступным является метод валентных связей (МВС). Согласно МВС, в процессе образования комплексного иона устанавлива­ется прочная связь между комплексообразователем и ли­гандами. Атом лиганда отдает пару электронов на свобод­ную орбиталь комплексообразователя. Он является доно­ром, атом или ион комплексообразователя - акцептором. Поэтому атомы лиганда присоединяются к комплексообразователю ковалентной полярной связью по донорно-акцепторному механизму. Часто связь по донорно-акцепторному механизму называют донорно-акцепторной или координационной. Донорно-акцепторный механизм обра­зования ковалентной связи схематически изображается в форме стрелки (→), направленной от атома донора к атому акцептора.

Рассмотрим механизм образования комплексного иона [Zn(NH₃)₄]²⁺. Для этого изобразим электронные конфигу­рации молекулы аммиака, атома и иона цинка:

Атом азота в молекуле аммиака имеет неподеленную пару электронов, а ион цинка Zn²⁺ имеет четыре свобод­ные орбитали. Поэтому при образовании комплексного иона [Zn(NH₃)₄]²⁺ роль донора играют четыре молекулы аммиака, а роль акцептора — ион цинка Zn²⁺, который принимает четыре пары электронов от четырех молекул аммиака. В образовании связи участвуют одна 4s-орбиталь и три 4р-орбитали иона цинка. Комплексный ион [Zn(NH₃)₄]²⁺ имеет геометрическую конфигурацию (тетра­эдр), что означает осуществление sр³-гибридизации. Обра­зование комплексного иона [Zn(NH₃)₄]²⁺ может быть пока­зано и следующим образом:

Таким образом, с помощью МВС можно объяснить оп­ределенные значения координационных чисел комплекс­ных ионов. С позиций этого метода хорошо объясняются и магнитные свойства комплексных соединений, но с его помощью нельзя объяснить их оптические свойства: цвет и спектры поглощения. Для объяснения других физичес­ких и химических свойств комплексных соединений при­меняется теория кристаллического поля и метод молеку­лярных орбиталей.