Le plus grand et le plus diversifiéles substances inorganiques sont une classe de composés complexes. Un groupe de substances organométalliques, comme la chlorophylle et l'hémoglobine, peut également lui être attribué. Ce sont ces composés qui constituent le pont qui combine la chimie inorganique et organique en une seule science. Le rôle des substances complexes dans le développement des connaissances dans le domaine de la chimie analytique et de la chimie cristalline est inestimable, dans l'étude des processus biologiques les plus importants: la photosynthèse, la respiration interne (cellulaire).
Dans cet article, nous étudierons la structure et la nomenclature des composés complexes, ainsi que les principes de base de leur classification.
À la fin du XXe siècle, le scientifique suisse A.Werner a prouvé que dans la molécule de toute substance complexe, il existe plusieurs structures, appelées respectivement l'ion central, les ligands (addends) et la sphère de coordination externe. Afin de clarifier la classification et la nomenclature des composés complexes, nous analyserons ces concepts plus en détail. Ainsi, A. Werner a prouvé la présence dans la molécule d'un ion (généralement chargé positivement), occupant une position centrale. Il a commencé à s'appeler un agent complexant, un ion central ou un atome. Près de lui peuvent se trouver à la fois des molécules neutres, appelées ligands, et des particules d'anions chargées négativement, qui forment la sphère de coordination interne de la matière. Toutes les particules restantes qui n'y sont pas incluses forment l'enveloppe extérieure de la molécule.
Donc, dans la formule de sodium cuprite Na2[Cu (OH)4], l'atome central de cuivre à l'état d'oxydation +2 et quatre groupes hydroxo forment la sphère interne, et les ions sodium sont situés à une certaine distance de l'atome central dans la sphère externe.
Jusqu'à présent, la théorie A.Werner reste la principale base théorique sur la base de laquelle des composés complexes complexes sont étudiés. La nomenclature, c'est-à-dire les noms de ces substances, est déterminée selon les règles adoptées par la Société internationale de chimie théorique et appliquée.
Voici quelques exemples de formules de substances dans lesquelles l'agent complexant est représenté par un atome de platine - K2[PtCl6] ou des molécules de NH3 - [Ag (NH3)2] Cl.Il s'est avéré que les formules peuvent être dérivées en utilisant les méthodes pratiques suivantes: réactions de double échange, conductivité molaire des solutions et diffraction des rayons X. Examinez ces méthodes plus en détail.
Les substances de ce groupe sont caractérisées par la présence de platine dans l'atome central de la molécule. Si sur un composé PtCl4× 6NH3 agir avec une solution de nitrate d'argent puistout le chlore présent dans la substance se lie aux atomes métalliques et des flocons blancs d'AgCl se forment. Cela signifie que tous les anions de chlore se trouvaient dans la sphère de coordination externe, tandis que les molécules d'ammoniac étaient liées à l'atome central de platine et avec lui formaient la sphère intérieure.
Ainsi, la formule de coordination de la substance sera écrite sous la forme suivante: [Pt (NH3)6] Cl4 et appelé chlorure de platine hexammin. En utilisant la méthode de diffraction des rayons X, les chimistes ont également étudié d'autres composés complexes, dont la nomenclature sera établie par nous dans la section suivante.
La structure des substances de ce groupe a été déterminée avecen utilisant le processus physique de diffraction des rayons X, qui est la base de l'analyse de diffraction des rayons X. En passant à travers le réseau cristallin, les ondes électromagnétiques sont diffusées par l'action des électrons de la substance étudiée. Cela permet d'établir très précisément quels groupes d'atomes sont situés dans les nœuds du réseau cristallin. Pour les cristaux contenant du chrome, une nomenclature appropriée des composés complexes a été créée. Des exemples de noms d'hydrates isomères de sels de chrome trivalent, compilés à l'aide de la méthode de diffraction des rayons X, sont les suivants: chlorure de tétraacvadichlorochromium (III), chlorure de pentaaquachlorochromium (III).
Il a été constaté que dans ces substances, l'atome de chrome est associé à six addenda différents. Comment cet indicateur est-il déterminé et quel facteur affecte le numéro de coordination?
Pour répondre à la question ci-dessusRappelons qu'à proximité immédiate de l'agent complexant se trouvent plusieurs structures appelées additifs ou ligands. Leur nombre total détermine le numéro de coordination. Selon la théorie d'A. Werner, la réception, la classification et la nomenclature des composés complexes dépendent directement de cet indicateur. Elle est corrélée avec le degré d'oxydation de l'atome central. Dans les composés du platine, du chrome et du fer, le nombre de coordination est le plus souvent six; si l'agent complexant est représenté par des atomes de cuivre ou de zinc, quatre; si l'atome central est de l'argent ou du cuivre, deux.
En chimie, il existe à la fois des classes principales etsérie transitoire de substances entre elles. Les composés complexes considérés dans les sous-positions précédentes, dont la nomenclature indique la présence de molécules d'eau dans leur structure, appartiennent aux aquacomplexes. L'ammoniac comprend des substances contenant des particules neutres d'ammoniac, par exemple le triiodine triamminrodium. La classe des composés chélateurs est particulière dans la structure des molécules. Leur nom vient du terme biologique chelicera - les soi-disant griffes d'écrevisses décapodes. Ces substances contiennent des additifs, dont la configuration spatiale recouvre l'agent complexant, comme les griffes. Ces composés comprennent le complexe d'oxalate ferrique, le complexe d'éthylène diamine de platine avec un état d'oxydation de +4, et les sels d'acide aminoacétique, qui comprennent les ions rhodium, platine ou cuivre.
La question de sécurité la plus courante dansles affectations en chimie dans un cours de lycée sont les suivantes: nommer les composés complexes selon la nomenclature IUPAC. Pour un exemple spécifique, nous analysons l'algorithme de compilation du nom d'une substance ayant la formule suivante: (NH4)2[Pt (OH)2SL4u
En conséquence, la substance aura un nom dans lequel toutes les structures ci-dessus sont indiquées.
Au début de l'article, nous avons appelé le plus importantdes représentants de substances organométalliques telles que l'hémoglobine, la chlorophylle, les vitamines. Ils jouent un rôle de premier plan dans le métabolisme. Les composés complexes sont largement utilisés dans les cycles technologiques de fusion des métaux ferreux et non ferreux. Un rôle important dans la métallurgie est joué par les carbonyles - des composés complexes spéciaux dont la nomenclature indique la présence de monoxyde de carbone CO dans leurs molécules en tant qu'add-on. Lorsqu'ils sont chauffés, ces composés se décomposent et réduisent les métaux tels que le nickel, le fer, le cobalt de leurs minerais. La plupart des composés complexes sont également utilisés comme catalyseurs dans les réactions des vernis, peintures et plastiques.
