Il più grande e diversificato trale sostanze inorganiche sono una classe di composti complessi. Comprende un gruppo di sostanze organometalliche come la clorofilla e l'emoglobina. Sono questi composti che sono il ponte che collega la chimica inorganica e organica in un'unica scienza. Il ruolo delle sostanze complesse nello sviluppo delle conoscenze nel campo della chimica analitica e della cristallochimica, nello studio dei più importanti processi biologici: fotosintesi, respirazione interna (cellulare) è inestimabile.
In questo articolo studieremo la struttura e la nomenclatura dei composti complessi e considereremo anche i principi di base della loro classificazione.
Alla fine del XX secolo, lo scienziato svizzero A.Werner ha dimostrato che nella molecola di qualsiasi sostanza complessa ci sono diverse strutture, che sono state rispettivamente chiamate ione centrale, ligandi (addendi) e sfera di coordinazione esterna. Per renderci chiara la classificazione e la nomenclatura dei composti complessi, analizzeremo questi concetti in modo più dettagliato. Quindi, A. Werner ha dimostrato la presenza nella molecola di uno ione (solitamente caricato positivamente) che occupa una posizione centrale. Divenne noto come agente complessante, ione centrale o atomo. Vicino ad esso possono essere localizzate sia molecole neutre, chiamate ligandi, sia particelle-anioni caricati negativamente, che formano la sfera di coordinazione interna della sostanza. Tutte le particelle rimanenti che non sono entrate formano il guscio esterno della molecola.
Quindi, nella formula della cuprite di sodio Na2[Cu(OH)4], l'atomo di rame centrale nello stato di ossidazione +2 e quattro gruppi idrossido costituiscono la sfera interna e gli ioni sodio si trovano a una certa distanza dall'atomo centrale nella sfera esterna.
Finora la teoria di A.Werner rimane la principale base teorica sulla base della quale vengono studiati composti complessi complessi. La nomenclatura, cioè i nomi di queste sostanze, sono determinati secondo le regole adottate dalla International Society for Theoretical and Applied Chemistry.
Ecco alcuni esempi di formule di sostanze in cui l'agente complessante è rappresentato da un atomo di platino - K2[PtCl6] o NH3 - [Ag (NH3)2] cl.Come si è scoperto, le formule possono essere derivate utilizzando i seguenti metodi pratici: reazioni di doppio scambio, conduttività molare delle soluzioni, metodo di diffrazione dei raggi X. Consideriamo questi metodi in modo più dettagliato.
Le sostanze di questo gruppo sono caratterizzate dalla presenza di un atomo di platino centrale nella molecola. Se il composto di PtCl4× 6NH3 agire con una soluzione di nitrato d'argento, quinditutto il cloro presente nella sostanza si lega agli atomi di metallo e si formano scaglie bianche di AgCl. Ciò significa che tutti gli anioni cloro si trovavano nella sfera di coordinazione esterna, mentre le molecole di ammoniaca erano legate all'atomo centrale di platino e, insieme ad esso, formavano la sfera interna.
Ciò significa che la formula di coordinazione di una sostanza sarà scritta nella forma seguente: [Pt (NH3)6] Cl4 e chiamato platino esammina cloruro. Utilizzando il metodo di diffrazione dei raggi X, i chimici hanno studiato altri composti complessi, la cui nomenclatura sarà stabilita da noi nella prossima sezione.
La struttura delle sostanze in questo gruppo è stata determinata condal processo fisico di diffrazione dei raggi X, che è alla base dell'analisi strutturale dei raggi X. Passando attraverso il reticolo cristallino, le onde elettromagnetiche vengono disperse dall'azione degli elettroni della sostanza in esame. Ciò consente di stabilire in modo molto accurato quali gruppi di atomi si trovano nei siti del reticolo cristallino. Per i cristalli contenenti cromo, è stata creata una nomenclatura corrispondente di composti complessi. Esempi di nomi di idrati isomerici di sali di cromo trivalente, compilati utilizzando il metodo di diffrazione dei raggi X, saranno i seguenti: tetraaquadiclorocromo (III) cloruro, pentaaquaclorocromo (III) cloruro.
Si è riscontrato che in queste sostanze l'atomo di cromo è associato a sei diversi addendi. Come viene determinato questo indicatore e quale fattore influenza il numero di coordinamento?
Per rispondere alla domanda di cui sopra,ricordiamo che nelle immediate vicinanze dell'agente complessante sono presenti diverse strutture chiamate addendi o leganti. Il loro numero totale determina il numero di coordinamento. Secondo la teoria di A. Werner, la produzione, la classificazione e la nomenclatura di composti complessi dipendono direttamente da questo indicatore. È anche correlativamente correlato allo stato di ossidazione dell'atomo centrale. Nei composti di platino, cromo, ferro, il numero di coordinazione è spesso uguale a sei; se l'agente complessante è rappresentato da atomi di rame o zinco - quattro, se l'atomo centrale è argento o rame - due.
In chimica, entrambe le classi principali efile transitorie di sostanze tra di loro. I composti complessi considerati nei precedenti sottovoci, la cui nomenclatura indica la presenza di molecole d'acqua nella loro struttura, appartengono agli acqua complessi. Gli ammoniati includono sostanze contenenti particelle di ammoniaca neutra, ad esempio triiodio triamminrodium. La classe dei composti chelati è unica nella struttura molecolare. Il loro nome deriva dal termine biologico chelicera - così vengono chiamati gli artigli dei gamberi decapodi. Queste sostanze contengono addendi, la cui configurazione spaziale racchiude l'agente complessante, come gli artigli. Questi composti includono il complesso di ossalato ferrico, il complesso di platino etilendiammina con uno stato di ossidazione di +4, sali di acido amminoacetico, che includono ioni rodio, platino o rame.
La domanda di sicurezza più comune ini compiti di chimica in un corso di scuola superiore suonano così: nominare i composti complessi secondo la nomenclatura IUPAC. Utilizzando un esempio specifico, analizzeremo l'algoritmo per comporre il nome di una sostanza con la seguente formula: (NH4)2[Pt (OH)2Cl4n.
Di conseguenza, la sostanza avrà un nome in cui sono indicate tutte le strutture di cui sopra.
All'inizio dell'articolo, abbiamo nominato il più importanterappresentanti di sostanze organometalliche come emoglobina, clorofilla, vitamine. Svolgono un ruolo di primo piano nel metabolismo. I composti complessi sono ampiamente utilizzati nei cicli tecnologici di fusione di metalli ferrosi e non ferrosi. I carbonili svolgono un ruolo importante nella metallurgia: speciali composti complessi, la cui nomenclatura indica la presenza di monossido di carbonio CO sotto forma di addendi nelle loro molecole. Questi composti si decompongono quando riscaldati e riducono metalli come nichel, ferro, cobalto dai loro minerali. La maggior parte dei composti complessi vengono utilizzati anche come catalizzatori nelle reazioni di produzione di vernici, pitture e plastiche.
