Najväčší a najrozmanitejší medzianorganické látky je trieda komplexných zlúčenín. Patrí sem skupina organokovových látok, ako je chlorofyl a hemoglobín. Práve tieto zlúčeniny sú mostom, ktorý spája anorganickú a organickú chémiu do jednej vedy. Úloha komplexných látok pri vývoji poznatkov z oblasti analytickej a kryštalickej chémie, pri štúdiu najdôležitejších biologických procesov: fotosyntéza, vnútorné (bunkové) dýchanie je neoceniteľná.
V tomto článku budeme študovať štruktúru a názvoslovie komplexných zlúčenín a tiež zvážime základné princípy ich klasifikácie.
Na konci 20. storočia švajčiarsky vedec A. Werner dokázal, že v molekule akejkoľvek zložitej látky existuje niekoľko štruktúr, ktoré boli pomenované centrálny ión, ligandy (doplnky) a vonkajšia koordinačná sféra. Aby nám bola klasifikácia a nomenklatúra komplexných zlúčenín jasná, podrobnejšie ich analyzujeme. Takže A. Werner dokázal prítomnosť iónu (zvyčajne kladne nabitého) v molekule zaujímajúceho centrálnu polohu v molekule. Stalo sa známym ako komplexotvorné činidlo, centrálny ión alebo atóm. V jeho blízkosti môžu byť umiestnené neutrálne molekuly nazývané ligandy a negatívne nabité anióny častíc, ktoré tvoria vnútornú koordinačnú sféru látky. Všetky zvyšné častice, ktoré sa do nej nedostali, tvoria vonkajší obal molekuly.
Takže vo vzorci sodíka meďnatého Na2[Cu (OH)4], centrálny atóm medi v oxidačnom stave +2 a štyri hydroxoskupiny tvoria vnútornú sféru a ióny sodíka sa nachádzajú v určitej vzdialenosti od centrálneho atómu vo vonkajšej sfére.
Doteraz A. Werner zostáva hlavným teoretickým základom, na základe ktorého sa študujú zložité komplexné zlúčeniny. Názvoslovie, to znamená názvy týchto látok, sa určuje podľa pravidiel prijatých Medzinárodnou spoločnosťou pre teoretickú a aplikovanú chémiu.
Tu je niekoľko príkladov vzorcov látok, v ktorých je komplexotvorné činidlo predstavované atómom platiny - K.2[PTCL6] alebo NH molekuly3 - [Ag (NH3)2] Cl. Ako sa ukázalo, vzorce je možné odvodiť pomocou nasledujúcich praktických metód: reakcie dvojitej výmeny, molárna vodivosť roztokov, röntgenová difrakčná metóda. Zvážme tieto metódy podrobnejšie.
Látky tejto skupiny sa vyznačujú prítomnosťou centrálneho atómu platiny v molekule. Ako zlúčenina PtCl4× 6NH3 pôsobte potom roztokom dusičnanu striebornéhovšetok chlór prítomný v látke sa viaže na atómy kovov a vytvárajú sa biele vločky AgCl. To znamená, že všetky chlórové anióny boli vo vonkajšej koordinačnej sfére, zatiaľ čo molekuly amoniaku boli naviazané na centrálny atóm platiny a spolu s ňou tvorili vnútornú sféru.
To znamená, že koordinačný vzorec látky bude napísaný takto: [Pt (NH3)6] Cl4 a označil sa ako platina hexammínchlorid. Pomocou röntgenovej difrakčnej metódy chemici študovali ďalšie komplexné zlúčeniny, ktorých nomenklatúru stanovíme v nasledujúcej časti.
Štruktúra látok v tejto skupine bola stanovená pomocoufyzikálny proces röntgenovej difrakcie, ktorý je základom röntgenovej štrukturálnej analýzy. Prechádzajúc kryštálovou mriežkou sú elektromagnetické vlny rozptýlené pôsobením elektrónov študovanej látky. To umožňuje veľmi presne určiť, ktoré skupiny atómov sa nachádzajú v miestach kryštálovej mriežky. Pre kryštály obsahujúce chróm bolo vytvorené zodpovedajúce názvoslovie komplexných zlúčenín. Príklady názvov izomérnych hydrátov solí trojmocného chrómu, zostavených pomocou rôntgenovej difrakčnej metódy, budú nasledujúce: chlorid tetraachadichlórchrómitý, chlorid pentaachvchlórchrómitý.
Zistilo sa, že v týchto látkach je atóm chrómu spojený so šiestimi rôznymi prídavkami. Ako sa určuje tento ukazovateľ a aký faktor ovplyvňuje koordinačné číslo?
Ak chcete odpovedať na vyššie uvedenú otázku,nezabudnite, že v bezprostrednej blízkosti komplexotvorného činidla existuje niekoľko štruktúr nazývaných aditíva alebo ligandy. Ich celkový počet určuje koordinačné číslo. Podľa teórie A. Wernera výroba, klasifikácia a nomenklatúra komplexných zlúčenín priamo závisí od tohto ukazovateľa. Súvisí to tiež s oxidačným stavom centrálneho atómu. V zlúčeninách platiny, chrómu a železa je koordinačné číslo najčastejšie rovné šiestim; ak je komplexotvorné činidlo predstavované atómami medi alebo zinku - štyri, ak je centrálnym atómom striebro alebo meď - dva.
V chémii sú to hlavné triedy ajprechodné rady látok medzi nimi. Komplexné zlúčeniny uvažované v predchádzajúcich podpoložkách, ktorých nomenklatúra naznačuje prítomnosť molekúl vody v ich štruktúre, patria do aqua komplexov. Amoniaky zahŕňajú látky obsahujúce neutrálne častice amoniaku, napríklad trijód triamminódium. Trieda chelátových zlúčenín je jedinečná v molekulárnej štruktúre. Ich názov pochádza z biologického termínu chelicera - tak sa nazývajú pazúry raka desaťhlavého. Tieto látky obsahujú prísady, ktorých priestorová konfigurácia zahŕňa komplexotvorné činidlo, napríklad pazúry. Medzi tieto zlúčeniny patrí komplex oxalátu železitého, komplex platiny a etyléndiamínu s oxidačným stavom +4, soli kyseliny aminooctovej, ktoré zahŕňajú ióny ródia, platiny alebo medi.
Najbežnejšia bezpečnostná otázka vúlohy z chémie na stredoškolskom kurze znejú takto: pomenujte komplexné zlúčeniny podľa nomenklatúry IUPAC. Na konkrétnom príklade analyzujeme algoritmus na zostavenie názvu látky s týmto vzorcom: (NH4)2[Pt (OH)2cl4u.
Vo výsledku bude mať látka názov, v ktorom sú uvedené všetky vyššie uvedené štruktúry.
Na začiatku článku sme pomenovali najdôležitejšiezástupcovia organokovových látok, ako je hemoglobín, chlorofyl, vitamíny. Hrajú vedúcu úlohu v metabolizme. Komplexné zlúčeniny sa široko používajú v technologických cykloch tavenia železných a neželezných kovov. Karbonyly majú v metalurgii dôležitú úlohu - špeciálne komplexné zlúčeniny, ktorých nomenklatúra naznačuje prítomnosť oxidu uhoľnatého CO vo forme prídavku v ich molekulách. Pri zahrievaní sa tieto zlúčeniny rozkladajú a redukujú z rúd kovy ako nikel, železo a kobalt. Väčšina komplexných zlúčenín sa tiež používa ako katalyzátor pri reakciách na výrobu lakov, farieb a plastov.
