Координационные числа для ионов-комплексообразователей

Координационное число	Ионы - комплексообразователи
	Cu+, Aq+, Au+ Cu2+, Co2+, Au2+, Zn2+, Pb2+, Pt2, Al3+ Fe2+, Fe3+, Co3+, Ni2+, Al3+, Pt4+, Hb4+, Cr3+

В качестве лигандов выступают нейтральные молекулы (Н₂О, NH₃CO), ионы (NO₂^-. Cl^-, Br^-, OH^- и др.). Каждый лиганд содержит определенное число атомов (донорных атомов), которые участвуют в непосредственном связывании с центральным атомом и образуют определенное число координационных связей (дентатность). Если лиганд образует одну связь с центральным атомом, то это монодентатный лиганд.К монодентатным лигандам относятся Сl^-, J^-, Br^-, CN^-, OH^- и др. В случае монодентатных лигандов координационное число равно числу лигандов.

Бидентатный лиганд содержит два атома, которые образуют связь с центральным атомом. Например, этилендиамин (en) H₂N – CH₂ – CH₂ – NH₂ является бидентатным лигандом, в молекуле которого каждый из двух атомов азота образует одну связь с центральным атомом. В комплексном ионе [Cu(en)₃]²⁺ координационное число меди равно 6, то есть в случае би^- и полидентатных лигандов координационное число равно числу лигандов умноженному на дентатность К полидентатным лигандам относятся аминокислоты, белки пептиды, порфирины, которые называются еще биолигандами.

Заряд комплексного иона равен алгебраической сумме зарядов иона- комплексообразователя и лигандов:

Aq⁺ + 2 CN ^- [Aq(CN)₂]^- ; (+1 – 2= -1)

Pt⁴⁺ + 6 Cl [PtCL₆]^2-. (+4 – 6= -2)

Входящие в состав комплексного иона электронейтральные молекулы не влияют на величину его заряда. Если лигандами являются только электронейтральные молекулы, то заряд комплексного иона равен заряду комплексообразователя. Например, в комплексных ионах [Aq(NH3)₂]⁺ и [Cu(NH₃)₄]²⁺ заряд ионов равен заряду комплексообразователя.

Ионы, не вошедшие во внутреннюю координационную сферу. Образуют внешнюю координационную сферу. Ионами внешней сферы часто являются ионы щелочных и щелочноземельных металлов, ионы аммония и анионы.

ПРИРОДА ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

В КОМПЛЕКСНЫХ ИОНАХ

Для объяснения образования, строения и свойств комплексных соединений применяются

Различные теории, но наиболее наглядным и доступным является метод валентных связей (МВС)

Согласно МВС, в процессе образования комплексного иона устанавливается прочная связь между

комплекснообразователем и лигандами.

Механизм образования комплексного иона [Zn(NH₃)₄]²⁺.

Атом азота в молекуле аммиака имеет неподеленную пару электронов, а ион Zn²⁺ имеет четыре свободные орбитали. Поэтому при образовании комплексного иона [Zn(NH₃)₄]²⁺ роль донора играют четыре молекулы аммиака, а роль акцептора – ион цинка Zn²⁺, который принимает четыре пары электронов от четырех молекул аммиака. В образовании связи участвуют одна 4_s-орбиталь и три 4_р-орбитали иона цинка. Комплексный ион [Zn(NH₃)₄]²⁺ имеет геометрическую конфигурацию (тетраэдр), что означает осуществление sp³- гибридизации. Образование комплексного иона [Zn(NH₃)₄]²⁺может быть показано и следующим образом:

NH₃ ²⁺

↓

Zn²⁺ + 4NH₃ → H₃N → Zn ← NH₃

↑

NH₃

Таким образом, с помощью МВС можно объяснить определенные значения координационных чисел комплексных ионов. С позиций этого метода хорошо объясняются и магнитные свойства комплексных соединений, но с его помощью нельзя объяснить их оптические свойства: цвет и спектры поглощаются. Для объяснения других физических и химических свойств комплексных соединений применяется теория кристаллического поля и метод молекулярных орбиталей.