Лекция . Понятие о комплексных соединениях.

Лекция . Понятие о комплексных соединениях.

Цель:сформировать представление учащихся о составе, строении, номенклатуре, видах и классификации комплексных соединений; научить давать названия комплексным соединениям по формулам, составлять формулы по названиям.

Оборудование:растворы глицерина, CuS0₄, NaOH, FeCb, фенола, FeS0₄, ВаС1₂, желтой и красной кровяных солей, аммиака, НС1, глюкозы, AgN0₃, NaCl, Nal; спиртовка, пробирки, спички, зажим.

План

Комплексообразование. Понятие о комплексных соединениях.

Координационное число комплексообразователя.

Внутренняя и внешняя сфера комплексов.

Номенклатура комплексных соединений. Их значение.

Лекция:Комплексные соединения распространены в природе (это гемоглобин и хлорофилл), используются в аналитической химии, в медицине, технике, в химической промышленности как катализаторы.

Комплексные соединения - это сложные вещества, в которых можно выделить внутреннюю сферу, в которую входят: центральный атом (ион) - комплексообразователь; связанные с ним донорно- акцепторными связями лиганды; и внешнюю сферу, связанную с внутренней ионной связью.

Число лигандов во внутренней сфере называется координационным числом.

Координационное число зависит от заряда центрального иона, и, как правило, в 2 раза больше него.

Форма комплексного иона определяется типом гибридизации атомных орбиталей центрального иона:

У иона Ag на внешнем уровне нет электронов, по донорно- акцепторному механизму на s и р-орбитали присоединяются молекулы аммиака. Теперь у серебра задействованы 2 орбитали, значит гибридизация sp, комплекс имеет линейную форму. Теория строения комплексных веществ предложена А. Вернером

Заряд центрального	Координационное число	Форма комплексного иона	Примеры
+1 +2	(редко 6)	Линейная Тетраэдрическая Плоская квадратная	[Ag (NH₃)₂]C1; Na [Ag(CN)₂] [Cu(NH₃)₄]S0₄ [PtCl₂(NH₃)₂]° K₄ [Fe(CN)₆]
+3	(редко 4)	Откаэдрическая Редко шестиугольная призматическая	K₃ [Al(OH)₆] К [A1 (OH)„]

Комплексные соединения бывают: а) анионные (комплексный анион); б) катионные (комплексный катион); в) катионанионные (комплексные анион и катион); г) нейтральные (комплексная группа нейтральна).

Примеры: а) К, [Fe(CN)₆]; б) [Cu(NH₃)₄]S0₄; в) [Cu(NH₃)₄] [PtCl*]; г) [Fe(CO)₅]°.

Комплексные соединения могут относиться к кислотам (Н [АиС14]); основаниям ([Ag(NH₃)₂] ОН), солям (Na₃ [AIF₆]), неэлектролитам ([Pt(NH₃)2Cb]⁰).

Лигандами выступают атомы, ионы, молекулы, имеющие неподе- ленные электронные пары: Н2О; NH₃; СГ; Вг“; Г; F~; CN"; N0₂~; ОН ; СО⁰; остатки многоатомных спиртов, аминокислот; амины и т.д.

Учитель демонстрирует опыты: Получение комплексных соединений:

Номенклатура комплексных соединений

Сначала называют анион, потом катион, как бы читая формулу комплексного соединения с конца к началу.

В названиях комплексных соединений используют числительные: 2 - ди;3 - три;4 - тетра;5 - пента;6 - гекса;

названия лигандов: Н₂0- аква;NH₃ - амин; СО - карбонил; ОН - гидроксо; F”; СГ; Br“; I - фторо-; хлоро-; бромо-; йодо-;CN - циано; N0₂~- нитрои т. д.

Если центральный ион входит в состав комплексного аниона, то анион называется:

Fe-феррат

Си - купрат

Ag - аргентат

Аи - аурат

Hg – меркурат

Zn - цинкат

А1 - алюминат и т. д.

После названия центрального иона в скобках указывается его валентность, равная заряду.

Если центральный ион входит в состав комплексного катиона, то он называется по-русски. Примеры:

К₂⁺ [Hg⁺²I₄]^2- - тетрайодомеркурат (II) калия

[Си⁺² (NH₃)₄^о]²⁺ S0₄^2-- сульфат тетраамминмеди (II)

Fe^о(СО)₅^о- пентакарбонилжелезо (0).

Химические свойства комплексных соединений

1. Диссоциация [Си (NH₃)₄] S0₄^ [Си (NH₃)₄]²⁺ + S0₄²'

Внутренняя сфера практически не диссоциирует.

2. Реакции по внешней сфере (учитель демонстрирует опыт). FeCl₃ +К₄ [Fe (CN)₆] -► KFe [Fe(CN)₆]l + ЗКС1

Синий

[Си (NH₃)₄]S0₄ +BaCI₂ [Си (NH₃)₄] Cl₂ +BaS0₄l

3. Реакции с участием лигандов: (демонстрация)

[Cu(NH₃)₄]S0₄ +4HCI -> 4NH₄C1 + CuS0₄

4. Реакции по центральному иону: (демонстрация)

• Обменные: [Ag(NH₃)₂]Cl +KI -> Agll +КС1 +2NH₃

желтый

• Окислительно-восстановительные:

Комплексообразование имеет большое значение для многих биологических процессов. В виде аквакомплексов находятся в крови, лимфе и тканевых жидкостях ионы щелочных и щелочноземельных металлов, выполняющих в организме важные и многообразные физиологические функции. Ионы d – элементов в результате высокой комплексообразующей способности находятся в организме исключительно в виде комплексов с белками и входят в состав гормонов, ферментов, витаминов и других жизненно важных соединений. Некоторые комплексные соединения обладают биологической активностью и применяются в качестве лекарственных препаратов - например витамин В₁₂ , участвующий в процессах кроветворения, является комплексом кобальта.Токсические свойства некоторых веществ обусловлены их высокой комплексообразующей способностью. Например, токсическое действие на организм цианидов и оксида углерода объясняется их способностью образовывать прочные комплексы с катионами железа. Цианиды блокируют атомы железа, входящие в состав дыхательного фермента цитохромоксидазы, в результате прекращается клеточное дыхание. Оксид углерода (СО) связывает железо гемоглобина, вследствие этого гемоглобин утрачивает способность осуществлять транспорт кислорода. В медицинской практике при лечении многих заболеваний в качестве лекарственных препаратов используются соединения меди, серебра, цинка, кобальта, хрома, золота, платины, ртути и др.