Związki kompleksowe i ich znaczenie

Związki kompleksowe (CS) odgrywają ważną rolę w aktywności organizmów żywych. Są również szeroko stosowane w przemyśle. Dzisiaj rozważamy ich różnorodność gatunkową, zastosowanie i historię badań.

Wprowadzenie do złożonych związków

Związki kompleksowe są substancjami utworzonymi przez połączenie ligandu i środka kompleksującego. Wciel się w rolę oddziałujących cząsteczek na atomy i jony. A. Werner w 1893 roku wprowadził do świata teorię związków złożonych, zwaną także teorią koordynacji.

Obecność kuli zewnętrznej i całkowita dysocjacja w roztworze wody w kationy o niskiej dysocjacji i aniony są charakterystyczne dla CS. Istnieją jednak gatunki, które nie mają zewnętrznej sfery, która nie pozwala im się rozpuścić w wodzie. Istnieje ogromna liczba gliniarzy.

Rodzaje związków

Kompleksowe związki są podzielone na trzy główne typy:

1. Pierwszy typ, który różni się w złożonym ładunku, obejmuje kompleksy kationowe, w których otaczając jon dodatni neutralne cząsteczki są skoordynowane. Drugi typ to kompleks anionowy, w którym pozytywnie utleniony atom działa jako czynnik kompleksujący, a aniony typu prostego lub złożonego są ligandami. Trzeci rodzaj nazywany jest kompleksem obojętnym, powstał w wyniku koordynacji molekularnej wokół atomu o ładunku neutralnym.
2. W zależności od charakteru ligandu dzielą się one na amoniany (amoniak - ligand), aquacompleksy (ligand - woda), kompleksy hydroksylowe (ligandy - jony wodorotlenkowe), kompleksy kwasowe (ligandy - reszty kwasowe), karbonyl (ligandy - cząsteczki węgla drugiej wartościowości).
3. Zgodnie z lokalizacją ligandów stosuje się monodentan, dwukleszczowy i polidentanowy QS.

Informacje historyczne

W 1893 roku podjęto pierwszą próbę wyczerpującego opisu struktury CS za pomocą teorii koordynacji Alfreda Wernera. Praca została wykonana przed pojawieniem się teorii wartościowości elektronów i zwykle reakcje chemiczne natury.

W swojej teorii Werner argumentował, że związki o charakterze nieorganicznym mają jądra złożone z atomów tworzących kompleksy. Atomy otaczające kompleksowanie nazywa się koordynacją. Są one ułożone zgodnie z kształtem prostego wielościanu. A. Werner założył obecność wiązania koordynacyjnego we wspólnej parze elektronów, którą atomy lub cząsteczki dałoby innej parze. Jednak brak istnienia takich związków spowodował nieufność w środowisku chemików. W rezultacie, w ciągu następnych dwóch dekad, naukowiec próbował stworzyć niezbędne substancje, które potwierdziłyby jego teorię.

Werner w 1911 roku zsyntetyzował ponad czterdzieści cząsteczek typu optycznego, które nie zawierały atomów węgla, co ostatecznie zmieniło zdanie naukowców chemicznych na temat jego teorii.

Alfred Werner otrzymał Nagrodę Nobla w 1913 roku za osiągnięcia w dziedzinie chemii.

Nomenklatura

Kompleksowe związki mają system tworzenia własnych nazw, składający się z pięciu punktów:

1. Pierwszym jest wymawiany anion, a następnie kation.
2. Część złożona zaczyna się ligandem - anionem znajdującym się w sferze wewnętrznej, a do końca dodaje się "o".
3. Monodegatowe ligandy oznaczono za pomocą greckiego: mono, di, three, tetra, penta, hex (1, 2, 3, 4, 5, 6). Podczas pracy z ligandami wielowartościowymi stosuje się tris, bis, tetrakis i inne.
4. Wyznaczając wewnętrzną kulę wraz z jej komponentami, idź na zewnątrz.
5. Środek kompleksotwórczy cząstek o kompleksie obojętnym wskazany jest w mianowniku.

Informacje o strukturze

Związki złożone mają wewnętrzną sferę składającą się z wielu jonów lub cząsteczek o neutralnym charakterze, silnie połączonych ze środkiem kompleksującym. Nazywa się je ligandami. Kula wewnętrzna może przenosić trzy rodzaje ładunków: "+", "-" lub "0".

Zewnętrzną sferą koordynacji są jony, które nie znajdują się w przestrzeni wewnętrznej kuli.

Wiązanie pomiędzy ligandem a jonem centralnym może być spowodowane przez przyciąganie elektrostatyczne lub przez mechanizm akceptorowy.

Izomeryzm w związkach koordynacyjnych jest ważnym aspektem statystycznym. Mówiąc o izomerii, mają na myśli różne wzajemne położenia w przestrzeni atomów lub składników związku, co pociągnie za sobą zmianę właściwości fizycznych i chemicznych odpowiedniego związku - izomeru. Izomeria CS jest strukturalna, optyczna i przestrzenna.

Stereochemia

Związki kompleksowe, wraz z materia organiczna Wysokocząsteczkowe związki pochodzenia syntetycznego lub naturalnego są głównymi obiektami badań stereochemicznych. A. Werner jest uważany za jednego z tych naukowców, którzy rozwinęli całą dziedzinę badań i ożywili niektóre obszary aktywności chemicznej. Stereochemia do dziś pozostaje punktem odniesienia dla chemicznych badań koordynacyjnych.

Niektóre właściwości i metody pozyskiwania

Uzyskanie złożonych związków ma dość szeroki zakres możliwości, jednak takie są częściej stosowane:

1. Rozpuszczalne wodorotlenki w wodnym roztworze amoniaku, które nie rozpuszczają się w wodzie.
2. Oddziaływanie amoniaku z solami metali z właściwościami kompleksującymi; częściej są to metale w podgrupie wtórnej.
3. Interakcje cyjanków lub rodanidów z metalami lub solami.
4. Pomieszczenie jest nierozpuszczalne w metalach H ₂ O typu amfoterycznego, mianowicie ich tlenki lub wodorotlenki w roztworze alkalicznym.
5. Złożone kwasy można otrzymać, na przykład, w reakcji złota i regii wodnej, lub wodorotlenku Au z HCl.

Wiele cech jakościowych związków zależy od ich właściwości elektronicznych, a więc kolor CS można określić za pomocą środka kompleksującego i ligandów. Podział energii na orbicie d pozwala elektronom na przejście z _poziomów d _xz , _dxy , d _zy do sublevels o wyższym indeksie energii d _z ² lub d _z ² _{- y} ² . Zjawisku temu towarzyszy absorpcja kwantów światła. Wielkość różnicy między poziomami podziału powoduje absorpcję kwantów światła o zakresie długości fal o różnych długościach, co daje pewien kolor.

Związki złożone mają również dwie ważne właściwości magnetyczne, zgodnie z którymi są klasyfikowane jako paramagnetyczne i diamagnetyczne. Kompleksy paramagnetyczne mają swoje własne momenty μ, i z tego powodu dostają się do zewnętrznych pól elektromagnetycznych, w procesie interakcji, są wciągane w nie. Kompleks diamagnetyczny nie ma momentu magnetycznego, dlatego też pole magnetyczne śpieszy się, aby je wypchnąć. Własności natury paramagnetycznej są determinowane przez obecność elektronów, które nie mają pary w swojej strukturze.

Używanie

Związki kompleksowe odgrywają jedną z najważniejszych ról w każdym organizmie, na przykład tlen w połączeniu z hemoglobiną we krwi jest dostarczany przez O2 przez organizm do tkanek i komórek; Rośliny chlorofilowe są również uważane za kompleks.

Zastosowanie związków kompleksowych jest szeroko stosowane w przemyśle. Za pomocą metod chemicznych, które pociągają za sobą tworzenie KS, metale są wydobywane z rudy. Przykłady obejmują czyste żelazo, nikiel i kobalt, które otrzymuje się przez termiczny rozkład karbonylków metali. Te złożone substancje, rozkładające się, emitują niezbędne metale.

Chemia analityczna może wykorzystywać COP jako wskaźniki. Syntetę organiczną i nieorganiczną można przyspieszyć z ich powodu, ponieważ właściwości katalizatora są im nieodłączne ze względu na ich wysoką aktywność. Formowanie elektryczne nie może obejść się bez złożonych związków, co jest spowodowane niemożliwością uzyskania takich wiarygodnych powłok z prostej soli, w przeciwieństwie do związków cyjankowych.