Сред биологично активните вещества, съдържащи се в тялото, металните йони заемат специално място. Така биокатионите са най-чувствителните „химични точки“ на тялото. Тези биогенни елементи на живота се намират в тялото главно под формата на водни разтвори на техните соли и сложни (координационни) съединения.

Сложни връзкинаречени връзки, във възли кристална решеткакоито съдържат сложни частици (комплексни йони), състоящи се от централен атом или йон и околните неутрални молекули или йони. Сложните йони не се разрушават, когато преминават в разтвор или се стопят.

Структурата на комплексните съединения е обяснена в координационната теория на А. Вернер (1893). Според координационната теория на Вернер сложните съединения се характеризират със специално пространствено разположение на частиците, изграждащи техните молекули. Например: K + | CN - CN - | К+

| CN - Fe 2+ CN - | К 4

К+ | CN - CN - | К+

От дадената координационна формула става ясно, че един от йоните заема централна позиция. Такъв атом или йон се нарича комплексообразовател. Най-често комплексообразователите са положително заредени метални йони, често метали от вторични подгрупи (d- и f-елементи), много по-рядко неутрални метални атоми (Fe, Ni) и отрицателно заредени неметални атоми (N -3, O- 2, S). Типични комплексообразуващи агенти са метали като Fe, Cu, Ag, Au, Hg, Co, Cr, Mn, Cd, Ni, Pt и други d- и f-елементи. В близост до комплексообразователя полярните молекули или йони с различен знак са разположени в определен ред, понякога и двете, те се наричат лиганди(addendami), което означава „свързан“. Най-важните лиганди са:

а) Неутрални молекули с диполен характер: H 2 O, NH 3, CO, NO, C 2 H 4.

б) Йони: H - , O -2 , OH - , Cl - , J - , Br - , CN - , HCO 3 - , както и биолиганди под формата на макромолекули на аминокиселини и техните производни, пептиди, протеини, ензими, хормони, нуклеинови киселинии техните фрагменти.

Образуват се комплексообразователят и лигандите вътрешна сфера(обозначени с квадратни скоби), и образуват йони, които не са включени във вътрешните сфери външна сфера.Вътрешната сфера често е затворена в квадратни скоби. Зарядът на комплексния йон е равен на алгебричната сума от зарядите на комплексообразователя и лигандите. Броят на лигандите, разположени в непосредствена близост до централния йон, се нарича координационен номерйон (c.n.). Често се срещат координационни числа 2, 4, 6. Обикновено координационният номер е два пъти по-голям от заряда на комплексообразователя, с изключение на Fe 2+ йона, за който c.n. е равно на 6, за Pt 4+ - 6.

Ако лигандите са свързани с комплексообразуващия агент чрез една връзка и заемат едно координационно място във вътрешната сфера на комплекса, такива лиганди се наричат еднозъбен(OH - , Cl - , J - , Br - , CN) , две -двузъбец(CO 3 2-, C 2 O 4 2-) - заемат 2 координационни места. Някои лиганди се прикрепят към централния йон с голям брой координационни връзки. И така, сред комплекса органични съединенияима такива, които могат да действат като три, тетра - и повече - те се наричат полидентантен.Могат да се образуват полидентатни органични лиганди, затворени от две или повече координационни връзки циклични комплекси.

Молекулите на сложните съединения се различават по добре дефинирана геометрична структура. По този начин два лиганда често са разположени близо до метален йон по такъв начин, че централният йон и двата лиганда са на една и съща права линия. Три лиганди са поставени в ъглите на триъгълник, четири в ъглите на квадрат или тетраедър (тетраедър), шест в ъглите на октаедър (октаедър), осем в ъглите на куб. Ако лигандите не са еднакви, тогава геометричните форми може да не са напълно правилни (изкривени), но въпреки това лигандите остават фиксирани в определени точки в пространството около централния йон.

Сложни връзки класифицирамот заряда на комплексния йон и от вида на лигандите. Въз основа на заряда на комплексния йон комплексите се делят на катионен(комплекс с положителен заряд), анионен(комплекс с отрицателен заряд), неутрален(комплекс с нулев заряд).

Според вида на лигандите комплексите биват: киселинни комплекси, - лигандите са киселинни остатъци (Cl -, J -, Br -, CN -, HCO 3 -, CO 3 2-, C 2 O 4 2-); хидрокси комплекси (ОН-); водни комплекси (H 2 O); аминокомплекси (NH3); смесен, когато комплексът включва няколко типа лиганд.

Следователно, за да напишете правилно формулата на комплексно съединение, трябва да знаете: заряда (степента на окисление) на комплексообразователя; заряд на лиганди; координационно число на комплексообразователя; йони на външната сфера.

При писане на формули сложен йонСимволът на комплексообразователя е посочен първо, след това неутралните лиганди са посочени в реда H 2 O, NH 3 . Неутралните лиганди са последвани от анионни лиганди. Анионните лиганди са изброени по ред: H -, O -2, OH -, прости аниони, сложни аниони на неорганични киселини, аниони на органични киселини.

Формулите на комплексните съединения се четат стриктно отдясно наляво, като се спазва редът на лигандите във формулата. В имената на сложните съединения анионът се посочва първо в именителен падеж, а след това катионът в родителен падеж.

I. Ако връзката включва сложен катион, тогава лигандите първо се наименуват според реда на тяхното разположение в комплекса, последвано от името на комплексообразователя (руско име на елемента). Римските цифри в скоби показват степента на окисление на комплексообразователя. Неутралните молекули, действащи като лиганди, имат обичайните си имена, с изключение на амоняк - амин, вода - аква, CO - карбонил, NO - нитрозил. Отрицателно заредените лиганди се наричат, завършващи на "о". Например, H - - хидридо, O -2 - оксо, OH - - хидроксо, F - - флуоро, Cl - - хлоро, S -2 - тио, CN - - циано, SO 4 -2 - сулфато, CH 3 COO - - ацетат, CNS - - тиоцианат, C 2 O 4 -2 - оксалат. Ако има няколко лиганда, първо се наименува йонът на външната сфера, след това лигандите се наименуват с гръцки числа: - 2-ди, 3-три и т.н.

Например: имена на сложни катиони

[Co H 2 O (NH 3) 5 ] Cl 3 - пентааминаквакобалт (III) хлорид

Cl 3 - хлорпентааминплатинов (IV) хлорид

NO 3 - хидроксидиаминкваплатинов (II) нитрат

SO 4 - тетрааквамед (II) сулфат

II. Ако връзката включва комплексен анион, тогава лигандите се назовават първи в горния ред. След това комплексообразуващият агент се нарича с помощта на корена на латинското му наименование с добавяне на сричката „at“, след което степента на окисление на комплексообразувателя е посочена в скоби с римски цифри. Накрая се нарича катионът на външната сфера в родителния падеж. Например:

K-калиев дицианоаргентат(I)

K 2 - калиев тетрахлорокупрат (II)

K 3 - калиев хексацианоферат (III)

K 2 - калиев динитродихлороплатинат (IV)

Име неутрални комплексиса съставени от името на лигандите и руското наименование на комплексообразователя в именителен падеж. В този случай валентността на комплексообразователя не е посочена. Например: - трихлортриамин кобалт.

Тетрахлородиаминплатина.

Вътрешната и външната сфера в молекулите на сложните съединения са свързани чрез йонна връзка. Комплексообразуващият агент и лигандите са свързани чрез ковалентна връзка чрез донорно-акцепторен механизъм: лигандите играят роля донорелектронна двойка и ролята на комплексообразуващия агент акцептор, в чиято свободна орбитала е разположена електронната двойка на лиганда.

Дисоциацията на комплексните съединения протича на два етапа. Първичендисоциацията на сложните съединения се извършва според вида на йонизацията силни електролитии продължава напълно: Cl → + + Cl -

Лигандите с комплексообразователя са свързани с по-здрава връзка и дисоциацията на комплексния йон се извършва в по-малка степен. Този тип дисоциация се нарича вторичен.

+ → Ag + + 2NH 3

Мярка за стабилността на комплексен йон е неговата константа на нестабилности е обозначен като Кн.

Колкото по-ниска е константата на нестабилност, толкова по-стабилен е комплексът.

Играят сложни съединения огромна роляв жизнените процеси на растенията и животните. В тялото на животните и растенията сложните съединения изпълняват голямо разнообразие от функции: натрупване и движение различни веществаи енергия; образуване и разкъсване на химични връзки; участие в процесите на дишане, фотосинтеза, биологично окисление и ензимна катализа. Такива биологично важни вещества като хемоглобин, хлорофил, цианокоболамин са интракомплексни, хелатни съединения. При тях четири координационни места са заети от една частица, наречена порфин, а комплексообразователят в хемоглобина е Fe +2, а в хлорофила - Mg2, във витамин В12 - Co +3.

Железният комплекс с порфирин има плоска структура, в която железният йон е свързан чрез 4 координационни връзки към 4 пиролови пръстена, 5 комуникацията е в ходза прикрепване на глобиновия протеин, но шестото място в координационната сфера е свободно. Това място се заема от молекулата на кислорода, пренасяна от хемоглобина по време на дишането.

Наскоро беше установено, че комплексните съединения на платината и паладия имат инхибиторен ефект върху развитието на злокачествени тумори и могат успешно да се използват за терапевтични цели, образуването на хелатни (интракомплексни) съединения, използват се за разтваряне на соли в камъни в бъбреците и намаляване на твърдостта на водата поради наличието на калциеви йони и магнезий. Известна е високата бактерицидна активност на някои сложни сребърни съединения. Трилон B (EDTA) е способен да образува комплекси с много метали, включително Ca +2. Това дава възможност да се използва при заболявания, придружени от прекомерно отлагане на калциеви соли в организма.

хранителни вещества

Изучаването на изобилието на отделни елементи и техните изотопи ни позволява да отбележим следните закономерности.

1. Елементите с четни поредни номера се характеризират с повишено разпространение. На Земята съдържанието на четни елементи е 97,21% от масата на всички елементи.

2. Най-често срещаните елементи са тези, чиито изотопи имат масово число, което е кратно на 4. Примери за такива елементи са He, O, Ne, Si, S, Ar, Fe, Ni и др.

На Земята има непрекъснати ядрени процеси, което в крайна сметка води до промяна в техния изотопен състав. Всички тези процеси обаче вървят бавно. Резултатите от анализа на веществото на земната кора показват, че изотопният състав на елементите на Земята е практически постоянен. Първите изследвания върху връзката между земната кора и химичния състав на живите организми са направени от руския учен В.И.Вернадски. Той вярваше в това земна кораи живите организми съставляват единна система. Единството на живото и неживото се състои преди всичко в общността на техния елементен състав. Веществата от живата и неживата природа се състоят от едно и също химически елементисвързани с ковалентни, йонни, водородни връзки.

В резултат на продължително продължително излагане на тялото на определен химически съставПотокът от атоми причинява подбора и разпределението на организмите в различни зони на Земята и заедно с това идва променливостта на организмите. Например недостигът на йод в планинските райони и по речните долини причинява уголемяване на щитовидната жлеза и гуша при животни и хора. С развитието на цивилизацията в човешкото тяло навлизат все повече биологично активни ненужни вещества като: живак (от зъбните пломби), олово, антимон, арсен (от вестниците), метални йони (от кухненските съдове).

Изследванията на американски учени показват липса на хром в телесните тъкани на жителите в сравнение с жителите на Африка и Азия. Причинява се от излишната рафинирана захар и други рафинирани храни в човешката диета. Дефицитът на хром обяснява нарастването на сърдечните заболявания.

Наричат ​​се елементи, които играят важна роля във физиологичните и патологичните процеси в човешкото тяло

по-малко от 10 -5

Li, Be, Pb, Mo, W, Cd, Ni, Ag

Se

В зависимост от структурата ( електронна конфигурация) атом, биогенните елементи се разделят на s, p, d -биоелементи.

s-елементи ns 2: H, Na, Mg, Ca, Sr, Ba (6)

p-елементи ns 2 np 1-6: Al, C, Si, Sn, Pb, N, P, O, S, Se, F, Cl, I, Br, B (15)

d-елементи (n-1)d 1-10 ns 2: Cu, Zn, Cr, Mn, Fe, Co, Ni (7)

клас: 11

Ключови думи: връзки, комплексни йони

Модулен урок

Модулна структура

UE-0. Интегриращи дидактически цели.

UE-1. Повторение. Химическа връзка, схема на нейното образуване.

UE-2. Координационната теория на Алфред Вернер.

UE-3. Класификация на комплексни съединения.

UE-4. Получаване на комплексни съединения.

UE-5. Приложение, значение на комплексите.

UE-6. Свойства на комплексни съединения.

UE-7. Резюме.

UE-8. контрол.

Оборудване за урока. На демонстрационната маса:

• концентрирани разтвори солна киселинаи амоняк;
• разтвори на алуминиев сулфат и натриев хидроксид, меден (II) сулфат, железен (III) хлорид, калиев тиоцианат; кристален калиев железен сулфид (червена кръвна сол);
• демонстрационни тръби или цилиндри, екран с подсветка;
• магнитна дъска с набор от приложения;
• плакат с изображение структурни формулимолекули на хлорофил и хемоглобин;
• таблица "Състав на комплексни съединения";
• екстракт от хлорофил в етанол.

UE-0. Интегриращи дидактически цели

1. Повторете механизма на образуване на ковалентна връзка .
2. Запознайте се с новия клас съединения, класификация.
3. Проучете съдържанието на теорията на комплексните съединения.
4. Използване химичен експеримент, постигат майсторство в получаването, физичните и химичните свойства на комплексните съединения.
5. Комплексни съединения в редокс реакции.
6. Запознайте се с употребата на вещества от този клас.

UE-1. Образователен механизъм ковалентна връзка

Частни дидактически цели:

1. Повторете механизма на образуване на ковалентна връзка.
2. Образуване на ковалентни връзки в молекули вода, хидроний, амониев йон.

Управление. Запишете схемата за образуване на молекулите: вода, хидрониев йон и амоний. Обяснете механизма на образуване на амониевия йон.

Донорно-акцепторна връзка в амониевия йон. Какво е донор и какво е акцептор?

UE-2. Координационната теория на Алфред Вернер

Частни дидактически цели:

1. Мотивация, постановка на проблема.
2. Представяне на нов клас връзки.
3. Изследване на структурата на комплексни съединения (комплексообразовател, лиганди, вътрешна сфера, външна сфера).
4. Дисоциация на комплексите на външни и вътрешни сфери.
5. Да може да определи координационното число на комплексообразователя.
6. Определете вида химическа връзкамежду комплексообразователя и лигандите, външната и вътрешната сфера.
7. Да може да назовава сложни съединения.

1. Ръководство

През 1597 г. немският алхимик и лекар Либавиус провежда експерименти с меден сулфат в търсене на лекарство за лечение на рани и кожни заболявания. Повторете древното преживяване, което през 2007 г. навърши 410 години.

Изсипете разтвор на меден (II) сулфат в чаша до 1/4 пълна и добавете разтвор на амоняк на малки порции.

Напишете уравнението на химичната реакция. Какви са вашите наблюдения?

CuSO4 + NH3*H2O=? + ?

Съвпадат ли вашите наблюдения с очаквания продукт от реакцията? Обяснете вашите наблюдения, посочете цвета и физическо състояниеполученото вещество.

Какво се крие зад калейдоскопа от цветове?

Либавий не намери обяснение за случилото се и всичките му съвременници бяха безсилни. Така Либавий получава първото сложно съединение, чиято природа е открита от химиците едва в края на 19 век. Класическата доктрина за валентността, разработена от А. Кекуле и Е. Франкланд, не може да обясни как се комбинират наситени с валентност молекули.

Можете ли да обясните проведените експерименти?

2. Запознайте се с теоретичния материал, запишете основните понятия в тетрадка, отговорете на въпроси за самоконтрол

Поддържащи бележки

IN края на XIXшвейцарски химик от век А. Вернерпрез 1893 г. той развива координационна теория, която се основава на теорията за пространствената структура на веществата и теорията за електролитната дисоциация.

Бяха въведени следните понятия: 1) комплексни съединения; 2) комплексообразуващ атом (или централен атом); 3) лиганди (атоми, йони, полярни молекули или неполярни молекули, свързани с централен атом);

4) координационно число на централния атом (брой лиганди).

Комплексният йон е йон, състоящ се от комплексообразуващ агент и лиганди (вътрешна сфера).

Комплексообразовател (централен атом или йон) е атом (или йон), към който са прикрепени определен брой молекули или йони.

Лигандът е молекула или йон, който е част от сложен йон, свързан с централния атом (йон) чрез донорно-акцепторна връзка. „Лиганд“ се превежда като „свързан“.

Свободното място е свободна електронна клетка на d-метал, която може да се използва за образуване на донорно-акцепторни връзки с лиганди.

Комплексното съединение е сложно вещество, което съдържа комплексен йон.

1. Съединенията, които съдържат комплексни йони, се класифицират като комплексни съединения.

Координационен номер(K.N.) - число, показващо броя на лигандите, които комплексообразуващият агент може да прикрепи към себе си. Може да има стойности 2, 4, 6, 8, 10 и други.

Общият заряд на получения комплексен йон е равен на алгебричната сума от зарядите на централния атом (йон) и лигандите.

Имена на комплексни съединения: Na - натриев тетрахидроксоалуминат,

SO 4 - тетраамин меден (II) сулфат.

Заключение. Връзките между комплексообразователя и лигандите се осъществяват с помощта на електронни двойки. И двата електрона на всяка връзка се осигуряват от един атом, тоест връзките се образуват от донорно-акцепторен механизъм. Донор на електрони са лигандите (молекулите на амоняк), а акцепторът е централният атом (йон - комплексообразовател Zn 2+).

Пространствена структура на комплексни съединения.

Комплексообразуващите йони (акцептори) осигуряват своите свободни орбитали, а лигандите (донори) и двата електрона. Пространствената структура на комплексния йон се определя от вида на орбиталната хибридизация.

- , +

линейна молекула - sp-хибридизация, тетраедър sp-хибридизация.

Тествайте знанията си

Самоконтрол (UE-2)

Аз ниво

K2, Na4, (NO3)2. (1 точка)

Примерен отговор: K 2 = 2K + + 2- .

2. Създайте формула за сложно съединение, ако е известно, че неговата молекула съдържа йони Ni2+, 3C1, както и три молекули NH3. (2 точкиа)

3. Определете вътрешната и външната сфера на комплексно съединение, координационното число (CN) на метала, заряда на централния метален йон, заряда на комплексния йон за съединения:

H4, S04, K4, Cl3. (2 точки)

Примерен отговор: H 4 +, число = 6. външна, вътрешна сфера

Ниво II

1. Напишете уравненията на дисоциацията на веществата:

K4,

Na 2;

Cl2;

[A1(H 2 O) 6 ] C1 3 (1 точка)

2. Напишете формулата на комплексен йон, в който комплексообразователят е йон Fe3+с c.n, равен на 6, и лиганди - F йониКакъв е зарядът на комплексния йон? ( 2 точки)

3. Определете координационния номер на централния атом в комплексите, вътрешната и външната сфера, заряда на комплексния йон: C1; К4; [Co(NH3)3]C13.Запишете дисоциацията на тези вещества. ( 2 точки)

Ако получите 4-5 точки, преминете към следващия учебен елемент.

Ако сте събрали по-малко от 4 точки, върнете се и прочетете отново ТРЕНИРОВЪЧЕН ЕЛЕМЕНТ-1 (UE-1), работете с поддържащите бележки.

Запознайте се с теоретичния материал UE-3, проверете знанията си със самоконтрол.

UE-3. Класификация на комплексни съединения

Частни дидактически цели:

1. Запознайте се с класификацията на сложните съединения според състава на вътрешната и външната сфера;

В зависимост от естеството на лиганда, има:

1)водни комплекси (H 2 O): [Cr (H 2 O) 6]C1 3;

2)амоняк (NH3): SO4, Cl;

3)хидроксокомплекси (OH~): K2, Na2;

4)киселинни комплекси (киселинни остатъци): K 4, K 2;

5) комплекси от смесен тип: Cl, C1 4, C1O 4.

Централният атом може да бъде както метални, така и неметални йони.

Централният атом е неметал: K - калиев тетрафлуороборат(III).

Централният атом е метал: Na-натриев тетрахидроксоалуминат.

Състав на комплексни съединения

Съединение
Вътрешна сфера		(комплексен йон)		външна сфера	К.ч. централен атом (йон)
комплексни съединения	имена на сложни съединения	централен атом	лиганди
NH4C1	Амониев хлорид	H+	NH 3	кл	1
Na	Натриев тетрахидроксиалуминат	A1 3+	4OH	Na+	4
S0 4	Тетраамин меден (II) сулфат	C 2+	4NH 3	S0	4
К 3	Калиев хексацианоферат (III)	Fe	6CN	ЗК +	6
Fe 3 2	Желязо(II) хексацианоферат(III)	Fe	6CN	3Fe2+	6

Тествайте знанията си

Самоконтрол (UE-3)

Аз ниво

1. От дадените по-долу отговори изберете този, който характеризира комплексообразуващия йон и неговия заряд в съединението Na4:

а) Fe 3+; б) CN; в) Fe 2+; d) Na+; д) На.

2. Коя от формулите по-долу отговаря на натриев хексахидроксоалуминат :

a) [A1(H2O)6]C13; b) Na; c) Na [Al(OH)4(H2O)2]; d) NaAlO2; д) Na 3?

3. Какви йони образува тетраамин меден хлорид по време на електролитна дисоциация във вода? (II) : C1 2: a) Cu 2+, Cl; b) 2+, Cl; c) Cu2+, NH3, Cl; d) Cl; д) +, Cl?

Ниво II

1. От дадените по-долу отговори изберете този, който характеризира централния йон и неговия заряд в съединението Cl2: а) Zn2+; b) NH3; в) 2+; d) Cl; д) N -3.

2. Коя от формулите по-долу съответства на тетраамин меден сулфат (II ):

а) SO4-H20;

б) К;

в) Cl 2;

d) SO 4;

д) SO 4?

3. Какви йони образува натриев диакватетрахидроксоалуминат по време на електролитна дисоциация във вода? На:

а) Na+; b) Al, OH", Na+;

в) Na +, -;

d) Na +, OH";

д) Na +, -?

За всеки верен отговор (1 точка)

UE-4. Получаване на комплексни съединения

Частни дидактически цели:

1. На практика получете сложни съединения и изучете техните свойства.

2. Запис химически реакциив молекулярна и йонна форма.

3. Да може да съставя химични формули на комплексни съединения и да назовава комплекси.

Опит No1. Разтваряне на амфотерни хидроксиди в излишък от алкали.

Добавете алкали капка по капка към разтвора на алуминиев сулфат, получете утайка, след което я разтворете в излишък от алкали.

1. Обяснете резултатите от експериментите.

2. Напишете уравненията на извършените реакции.

3. Каква е пространствената структура на комплексния йон?

Добавете калиев хидроксид капка по капка към разтвора на цинков хлорид, докато се появи бяла желатинова утайка от цинков хидроксид. Разделете в две епруветки: добавете излишък от КОН в едната и разтвор на амоняк в другата. какво наблюдаваш

1. Напишете уравнения за всички проведени реакции.

2. Определете координационното число на йона Zn 2+, заряд на комплексния йон, външна сфера.

Към разтвор на калиев роданит ( KCNS) добавете железен (III) хлорид, вземете червена кръвна сол, запишете нейната формула, назовете получения комплекс.

KCNS + FeCl3 =? + KCl калиев роданит

1. Попълнете уравнението на реакцията.

2. Напишете кратко йонно уравнение.

3. Каква е пространствената структура на комплексния йон?

За всеки правилно завършен експеримент получавате 2 точки.

Упражнение. Изравнете редокс реакциите, като използвате метода на електронния баланс или метода на полуреакцията, всяко уравнение (3 точки).

В момента златото се извлича от руди по метода на цианида, предложен от княз Петър Романович Багратион, племенник на героя от войната от 1812 г.

Пример 1: Au + NaCN + H 2 O + O 2 -> Na + NaOH

Пример 2: Разтваряне на злато в царска вода.

Au + HNO 3 + HCl -> H + NO + H 2 O

UE-5. Практическо приложение, значение на комплексните съединения

Частни дидактически цели:

1. Запознайте се с използването на комплексни съединения.

2. Качествени реакции към метални йони.

3. Природни комплекси(хлорофил и хемоглобин).

Управление. Разгледайте използването на комплексни съединения.

Великият Гьоте е казал: "Не е необходимо само да знаеш, за да можеш да използваш знанието."

Редица комплексни съединения се използват за разпознаване на определени йони.

Жълта кръвна сол ( К 4) служи като реагент за железни катиони Fe,и червена кръвна сол ( К 3) реагент за железни катиони Fe.

Опит No4. Качествена реакцияна Fe йони.

Добавете 2-3 капки разтвор на жълта кръвна сол към разтвора на железен хлорид K 4 4K + + 4--

4Fe 3+ +3 4- -> Fe 4 3+ 3 4--

пруско синьо(тъмно синя утайка)

Образува се тъмносиня утайка от пруско синьо или железен (I) хексацианоферат (II). Пруското синьо е случайно получено през 1704 г. от немския майстор Дисбах, който подготвя бои за художници. В Русия се използва за оцветяване на тъкани, хартия, в иконописта и при създаването на стенописи.

Жълтата кръвна сол (хидроцианат поташ, синя кал) е отровно вещество. Това съединение се получава от животински отпадъци (кръв, копита, кожи, суха риба, кожа, месо, вълна и др.), поради което носи това име. Можеше да бъде закупен в Русия само с разрешение на полицията.

Опит No5. Качествена реакция на Fe 2+ йони.

Добавете няколко капки разтвор на червена кръвна сол към разтвора на железен (II) сулфат. К 3. В разтвор тази сол се дисоциира на йони.

K 3 3K + z-

3Fe +2 = Fe 3 2

Търнбул синьо

Образува се тъмносиня утайка от Turnboule blue или железен (I) хексацианоферат (III). Turnbull blue е кръстен на Turnbull (дядо на английския физик и химик W. Ramsay), който е собственик на фабрика, която произвежда вещества, използвани за боядисване на тъкани.

Така че връзките К 4са важни аналитични реагенти за Fe 3+ и Fe 2+ катиони, съответно.

Заключение: сложните съединения са изключително разнообразни по състав и структура, тъй като може да има много различни комбинации не само от различни, но и от едни и същи компоненти.

UE-6. Свойства на комплексни съединения

Цели: да се разгледа влиянието на структурата на комплексите върху техните свойства.

1) Изследване на влиянието на структурата на металния йон върху цвета на комплексите

Различен брой d-електрони, различни координационни числа, следователно различни цветове.

2) Сравнение на интензитета на цвета на медни комплексни съединения.

Цветът зависи от силата на въздействието на частиците, т.е. лиганди във вътрешната сфера, цветът се променя.

3) Цветът на комплексите зависи от естеството и броя на лигандите, обграждащи централния атом (катион).

Получени са и са широко използвани в практиката няколко кобалтови комплексни съединения, които притежават същото висококачествен състав, но се различават по броя и характера на свързване на компонентите. Тези вещества са част от багрила (кобалтови бои). Те са оцветени по различен начин:

Цветът на комплексите зависи от природата и броя на лигандите, обграждащи централния атом (катион).

UE-7. Резюме. Обобщаване на урока.

1. Прочетете целите на урока (UE-0).

2. Постигнахте ли целите на урока?

3. Какво постигнахте в резултат на усвояването на темата?

UE-8. контрол

Аз ниво

1. Определете външната и вътрешната сфера, заряда на комплексния йон, дисоциацията на комплекса:

3.* Изравнете по метода на полуреакция:

Zn + NaOH + H 2 O -> Na 2 + H 2

Be + KOH + H 2 O -> K 2 + H 2

Задача.Какъв обем водород ще се отдели, ако „разтворите“: 140 g цинк с 10% примеси? 36 g берилий, с добив на водород 70% (n.o.)

Ниво II

1. Запишете дисоциацията, определете степента на окисление на централния йон, координационното число, назовете съединенията:

3*.Изравнете, като използвате метода на полуреакция:

Вариант I

а) Si + HNO 3 + HF -> H 2 + NO + H 2 O

Задача. Каква маса силиций с 20% примеси ще се разтвори, ако се отделят 67,5 литра азотен (II) оксид (n.s.)?

Вариант II

а) Cu + KCN + H 2 O -> K + KOH + H 2

б) Какъв обем водород ще се отдели при добив 60%, ако 69 g мед се разтворят с 10% примеси?

Строеж на комплексни съединения

Силите на привличане действат не само между атомите, но и между молекулите. Взаимодействието на молекулите често води до образуването на други, по-сложни молекули. Например, при подходящи условия газообразните вещества преминават в течно и твърдо агрегатно състояние; всяко вещество е до известна степен разтворимо в друго вещество. Във всички тези случаи се наблюдава взаимна координация на взаимодействащи частици, която може да се определи като комплексиране. Причината за образуването на комплекс може да бъде както електростатично, така и донорно-акцепторно взаимодействие, осъществявано между йони и молекули, между молекули.

Основи модерни идеиструктурата на комплексните съединения е изложена от швейцарския химик Алфред Вернер през 1893 г.

Сложни връзки - това са съединения, характеризиращи се с наличието на поне една ковалентна връзка, възникнала по донорно-акцепторния механизъм.

В центъра на всеки комплекс има атом, наречен централен или комплексообразовател. Наричат ​​се атоми или йони, директно свързани с централния атом лиганди. Числото, показващо колко лиганди притежава комплексообразувателят, се нарича координационен номер. Образуват се комплексообразователят и лигандите вътрешна сфера . Вътрешната сфера е отделена от външната сфера с квадратни скоби. Извън комплекса има йони, които имат заряд, противоположен по знак спрямо заряда на самия комплекс - тези йони съставляват външна сфера.

Например: K3

външен вътрешен

сфера

Fe 3+ - комплексообразовател; CN - лиганд; 6 - координационен номер;

3- - сложен йон.

Номенклатура на комплексните съединения

За назоваване на сложни съединения използвайте сложна системаноменклатурни правила.

1. Имената на сложните съединения се състоят от две думи, обозначаващи вътрешната и външната сфера.

2. За вътрешната сфера посочете:

Брой лиганди;

Име на лиганда;

Централен атом с валентност.

3. Според международната номенклатура първо се нарича катионът, а след това анионът.

4. Ако връзката включва сложен катион,тогава се дава Руско наименование на комплексообразуващ елемент.

5. Ако връзката включва комплексен анион,след това комплексообразователя латинското наименование на елемента е дадено с окончанието "-при".

6. В неутралните комплекси степента на окисление на централния атом не е посочена.

7. Имената на лигандите в повечето случаи съвпадат с обичайните наименования на веществата. Наставката "-o" се добавя към анионни лиганди.

Например: CN - - циано, NO2 - - нитро, CI - - хлоро, OH - - хидроксо, H + -хидро, O 2- - оксо, S 2- - тио, CNS - - родано или титианато, C2O4 2- - оксалат и др.

8. Лиганди - неутралните молекули имат специфични имена:

Водата е вода, амонякът е амин, въглеродният оксид (II) е карбонил.

9. Броят на лигандите се обозначава с латински или гръцки цифри:

	Моно
	Ди
	три
	Тетра
	Пента
	Хекса
	Хепта
	Окта

10. В смесено-лигандни комплекси Анионните лиганди са изброени първи, следвани от молекулните лиганди.Ако има няколко различни анионни или молекулни лиганди, те се изброяват по азбучен ред.

Примери

CI - диамин сребърен (I) хлорид

K - калиев дицианоаргенат (I)

CI3 - хлорпентааминплатинов (IV) хлорид или хлорпентааминплатинов трихлорид

K - калиев пентахлороамин платинат (IV)

SO4 - хлоронитротриаминплатин(II) сулфат.

K3-калиев хексацианоферат (III),

- тринитротриамин кобалт.

3. Класификация на комплексите.

По характер електрически зарядИма катионни, анионни и неутрални комплекси. Зарядът на комплекса е алгебричната сума от зарядите на частиците, които го образуват.

Катионенкомплексът се образува в резултат на координация около положителния йон на неутрални молекули (H2O, NH3 и др.)

Съединенията, съдържащи аминокомплекси (NH3), се наричат амоняк,съдържащ водни комплекси (H2O) - хидратира.

Като комплексообразуващо средство при анионенв комплекса има атом с положителна степен на окисление (положителен йон), а лигандите са атоми с отрицателна степен на окисление (аниони). Например: К2 - калиев тетрафлуоробериллат (II).

Неутраленкомплексите се образуват чрез координация около атом от молекули, както и чрез едновременна координация около положителен комплексообразуващ йон на отрицателни йони и молекули. Например: - дихлородиаминплатина (II). Електронеутралните комплекси са сложни съединения без външна сфера.

Всеки елемент може да играе ролята на комплексообразовател периодична таблица. Неметалните елементи обикновено образуват анионни комплекси. Металните елементи образуват катионни комплекси.

Лиганди.Различни комплексообразуващи агенти могат да координират три типа лиганди около себе си:

1. Лиганди от анионен тип - елементарни и сложни отрицателно заредени йони, например хилидни, оксидни, хидроксидни, нитратни, карбонатни йони и др.

2. Неутралните лиганди могат да бъдат полярни молекули вода, амоняк и др.

3. Лигандите от катионен тип са редки и се координират само около отрицателно поляризирани атоми. Пример: положително поляризиран водороден атом.

Наричат ​​се лиганди, които образуват една връзка с централния атом двузъбец. Наричат ​​се лиганди, способни да образуват три или повече връзки с централния атом многозъби.Нар. комплексни съединения с би- и полидентатни лиганди хелатни комплекси.

Общи лиганди, които образуват единична връзка с метал, се наричат еднозъби.

4. Дисоциация на комплексни съединения. Константа на нестабилност.

Сложни съединения - електролити, при дисоциация в водни разтвориобразуват сложни йони, например:

CI = + + CI -

Тази дисоциация настъпва напълно. Комплексните йони от своя страна претърпяват вторична дисоциация.

Сложни връзкиТова са молекулярни или йонни съединения, образувани чрез добавяне на метал или неметал, неутрални молекули или други йони към атом или йон. Те могат да съществуват както в кристал, така и в разтвор.

Основни положения и концепции на теорията на координацията.

За да обясни структурата и свойствата на комплексните съединения, през 1893 г. швейцарският химик А. Вернер предлага координационна теория, в която въвежда две понятия: координация и вторична валентност.

Според Вернер основна валентностсе нарича валентност, чрез която атомите се комбинират, за да образуват прости съединения, които се подчиняват на теорията

валентност. Но след изчерпване на основната валентност атомът по правило е способен на допълнително добавяне поради вторична валентност,в резултат на проявата на които се образува комплексно съединение.

Под въздействието на силите на първичната и вторичната валентност, атомите се стремят да се обграждат равномерно с йони или молекули и по този начин действат като център на привличане. Такива атоми се наричат централни или комплексообразуващи агенти.Наричат ​​се йони или молекули, директно свързани с комплексообразователя лиганди.

Лигандите и йоните се свързват чрез основната валентност, а йоните и молекулите се добавят през вторичната валентност.

Привличането на лиганда към комплексообразуващия агент се нарича координация, а броят на лигандите се нарича координационно число на комплексообразуващия агент.

Можем да кажем, че комплексните съединения са съединения, чиито молекули се състоят от централен атом (или йон), пряко свързан с определен брой други молекули или йони, наречени лиганди.

Металните катиони (Co +3, Pt +4, Cr +3, Cu +2 Au +3 и др.) най-често действат като комплексообразователи.

Cl -, CN -, NCS -, NO 2 -, OH -, SO 4 2- йони и неутрални молекули NH 3, H 2 O, амини, аминокиселини, алкохоли, тиоалкохоли, PH 3, етери могат да действат като лиганди.

Броят на координационните места, заети от лиганд в близост до комплексообразуващ агент, се нарича негов координационен капацитет или дентация.

Лигандите, прикрепени към комплексообразуващия агент чрез една връзка, заемат едно координационно място и се наричат ​​монодентатни (Cl -, CN -, NCS -). Ако лигандът е прикрепен към комплексообразователя чрез няколко връзки, тогава той е полидентен. Например: SO 4 2-, CO 3 2- са бидентатни.

Комплексообразователят и лигандите съставляват вътрешна сферасъединения или комплекс (във формулите комплексът е ограден в квадратни скоби). Съставят йони, които не са пряко свързани с комплексообразуващия агент външна координационна сфера.

Йоните на външната сфера са свързани по-малко здраво от лигандите и са пространствено отдалечени от комплексообразуващия агент. Те лесно се заменят с други йони във водни разтвори.

Например, в съединение К 3 комплексообразователят е Fe +2, лигандите са CN -. Два лиганда са прикрепени поради основната валентност, а 4 - поради вторичната валентност, следователно координационното число е 6.

Fe +2 йонът с лигандите CN - съставлява вътрешна сфера или комплекси K йони + външна координационна сфера:

По правило координационното число е равно на удвоения заряд на металния катион, например: еднозарядните катиони имат координационно число, равно на 2, 2-заредените - 4 и 3-заредените - 6. Ако даден елемент проявява a променлива степен на окисление, след това с увеличаване на неговото координационно число се увеличава. За някои комплексообразователи координационното число е постоянно, например: Co +3, Pt +4, Cr +3 имат координационно число равно на 6, за B +3, Be +2, Cu +2, Au +3 йони координационното число е 4. за повечето йони координационното число е променливо и зависи от природата на йоните във външната сфера и от условията за образуване на комплекси.