Kompleksni spojevi: nomenklatura i klasifikacija

Najveća i najraznovrsnija anorganska tvar je klasa složenih spojeva. Može uključivati ​​skupinu organometalnih supstanci, poput klorofila i hemoglobina. To su ti spojevi mostovi koji povezuju anorganske i organske kemije u jednu znanost. Uloga složenih tvari u razvoju znanja iz područja analitičke kemije i kristalne kemije, u istraživanju najvažnijih bioloških procesa: fotosinteza, unutarnja (stanična) disanja neprocjenjiva je.

U ovom članku ćemo proučiti strukturu i nomenklaturu složenih spojeva, kao i osnovna načela njihove klasifikacije.

A. Wernerova teorija koordinacije

Na kraju XX stoljeću Swiss znanstveniku A. Werner pokazali da je molekula za sve složene tvari nekoliko objekata koji su bili pojedinačno nazivaju središnji ion, ligandi (ligande) i vanjski koordinacijsku sferu. Kako bismo razjasnili klasifikaciju i nomenklaturu kompleksnih spojeva, detaljnije ćemo analizirati ove koncepte. Dakle, A. Werneru je dokazana prisutnost molekule iona (obično pozitivno napunjena), zauzimajući središnji položaj. Postalo je poznato kao agens kompleksije, središnji ion ili atom. U blizini se nalaze i neutralne molekule, zvane ligandi i negativno nabijene čestice aniona, koje tvore unutarnju koordinacijsku sferu materije. Sve preostale čestice, koje nisu uključene u njega, tvore vanjsku ljusku molekule.

Tako, u natrijevom kupritu formule Na₂[Cu (OH)₄], središnji bakreni atom u oksidacijskom stanju od +2 i četiri hidroksilne skupine tvori unutarnju kuglu, a natrijevi ioni se nalaze na nekoj udaljenosti od središnjeg atoma u vanjskoj sferi.

Metode za određivanje formula za koordinaciju i naziv tvari

Do danas, A. Wernerova teorija ostaje glavna teorijska osnova na kojoj se proučavaju složeni složeni spojevi. Nomenklatura, tj. Imena ovih tvari, određena je pravilima koja je usvojila Međunarodno društvo za teorijsku i primijenjenu kemiju.

Dajmo neke primjere formula tvari u kojima je agens kompleksi predstavljen platinskim atomom - K₂[PtCb₆] ili NH₃ - [Ag (NH₃)₂] Cl. Kao što se ispostavilo, formule se mogu izvesti uz pomoć sljedećih praktičnih metoda: dvostrukim reakcijama razmjene, pomoću molarne električne vodljivosti otopina, rendgenskom difrakcijskom metodom. Razmotrimo ove metode detaljnije.

Kao struktura složenih spojeva platine

Tvari ove skupine karakteriziraju prisutnost u molekuli središnjeg atoma platine. Ako je PtCl spoj₄× 6NH₃ djelovati kao rješenje srebro nitrat, tada se cijeli klor prisutan u tvari veže na metalne atome i tvori bijele pahuljice AgCl. To znači da su svi anioni klora bili u vanjskoj koordinacijskoj sferi, a molekule amonijaka bile su vezane za središnji atom platine i zajedno s njom formirale su unutarnju sferu.

Dakle, koordinacijska formula za tvar bit će napisana u sljedećem obliku: [Pt (NH₃)₆] Cl₄ i nazvan platin heksamin klorid. Metodom difrakcije X-zraka, kemičari istraživali i drugih kompleksnih spojeva koji se nomenklatura ugraditi u sljedećem odjeljku.

Kristalni spojevi kroma

Struktura supstanci ove skupine određena je fizikalnim postupkom rendgenske difrakcije na kojoj se temelji rendgenska difrakcijska analiza. Prolazeći kroz kristalnu rešetku, elektromagnetski valovi raspršeni su djelovanjem elektrona tvari koja se razmatra. To omogućuje da se vrlo točno odrede koje su skupine atoma na mjestima kristalne rešetke. Za kristale koji sadrže krom, stvorena je odgovarajuća nomenklatura kompleksnih spojeva. Primjeri naziva izomerni hidrati trovalentni krom soli, izvučenih metodom difrakcije X-zraka, kao što su sljedeći: tetraakvadihlorohroma klorid (III) klorid pentaakvahlorohroma (III).

Utvrđeno je da se u tim tvarima kromov atom povezuje s šest različitih dodavanja. Kako odredite ovaj pokazatelj i koji faktor utječe na koordinacijski broj?

Budući da je središnji atom vezan za ligande

Da bismo odgovorili na gore navedeno pitanje, podsjećamo da se u neposrednoj blizini kelatora nalazi nekoliko struktura zvanih addendi ili ligandi. Njihov ukupni broj određuje koordinatni broj. Prema teoriji A. Wernera, proizvodnja, klasifikacija i nomenklatura složenih spojeva izravno ovise o tom pokazatelju. Također je u korelaciji s stupnjem oksidacije središnjeg atoma. U spojevima platine, kroma, željeza, koordinacioni broj je najčešće šest, ako je agens kompleksi predstavljen bakrom ili cinkovim atomima, četiri ako je središnji atom srebrni ili bakar dva.

Vrste složenih spojeva

U kemiji se razlikuju i glavne klase i prijelazni niz tvari među njima. Kompleksni spojevi razmatrani u prethodnim podnaslovima, čija nomenklatura ukazuje na prisutnost molekula vode u svojoj strukturi, odnose se na akvakompleks. Amonijak se odnosi na tvari koje sadrže čestice neutralne amonijaka, na primjer triatrijev triammotropij. Klasa spojeva kelata jedinstvena je u strukturi molekula. Njihovo ime proizlazi iz biološkog pojma chelicera - tzv. Kandžama decapod rakova. Te tvari sadrže dodatke, čija prostornu konfiguraciju pokriva agens kompleksa, poput kandži. Takvi spojevi uključuju feri oksalat kompleks etilendiamminovy ​​kompleks platine s oksidacijskim brojem +4, soli aminooctene kiseline, koji sadrže ione rodija, platine ili bakar.

Pravila za izradu složenih složenih imena

Najčešća pitanja vezana za kontrolu u kemijskim zadacima tijekom višeg školovanja je sljedeća: imenujte složene veze na IUPAC nomenklaturu. Na konkretnom primjeru, analizirati se algoritam za formulaciju naziva tvari sljedeće formule: (NH₄)₂[Pt (OH)₂cl₄].

1. Ime započinje definicijom sastava unutarnje koordinacijske sfere. Sadrži anione hidroksilnih skupina i klor. Za njihova imena dodajemo završetak - o. Dobivamo: dihidrokso, tetraklor.
2. Sada smo pronašli sredstvo za tvorbu kompleksa koristeći njegov zapis latinski naziv i dodajte tome sufiksom -U u zagradi se navodi njegov stupanj oksidacije: platinate (IV).
3. Nakon što završite s oznakom unutarnje kugle, nastavite na vanjski dio. Nazovimo ga kationima: u našem primjeru oni će biti amonijevi ioni.

Kao rezultat toga, tvar će imati naziv u kojem su navedene sve gore navedene strukture.

Primjena složenih spojeva

Na početku članka nazivamo najznačajnije predstavnike organometalnih supstanci, poput hemoglobina, klorofila, vitamina. Oni igraju vodeću ulogu u metabolizmu. Kompleksni spojevi su naširoko korišteni u tehnološkim ciklusima taljenja željeznih i obojenih metala. Važnu ulogu u metalurgiji igraju karbonilni spojevi - posebni kompleksni spojevi čija nomenklatura označava prisutnost ugljičnog monoksida CO kao dodatak njihovim molekulama. Kada se grije, ti spojevi raspadaju i smanjuju metale poput nikla, željeza i kobalta iz njihovih ruda. Većina složenih spojeva također se koriste kao katalizatori u reakcijama za proizvodnju lakova, boja i plastike.