Властивості комплексних сполук

Комплексні сполуки вступають у різні хімічні реакції: заміщення, ізомеризації, а також беруть участь в окисно-відновних процесах.

Стійкість комплексних сполук.Усі координаційні сполуки, крім електроней-тральних (зокрема, карбонілів перехідних металів Ме(СО)_n та комплексів без зовніш­ньої координаційної сфери типу [Рt(NНз)₂Сl]), у водних розчинах виявляють власти­вості сильних електролітів. Вони легко дисоціюють на комплексний йон та йони зовнішньої координаційної сфери, наприклад:

Таку дисоціацію комплексних сполук у водних розчинах називають первинною.

Комплексні йони дисоціюють далі, утворюючи йони або молекули. Цей процес, що відбувається ступінчасто, називають вторинною дисоціацією. Зокрема, під час дисоціації комплексного йона [Cu(CN)₂]^- у розчині встановлюються такі рівноважні стани:

Кожна стадія дисоціації комплексу характеризується певною константою рівно­ваги, яку називають ступінчастою константою дисоціації комплексного йона. Так, аніон [Cu(CN)₂]^- характеризується двома такими константами — К₁ і К₂:

Добуток ступінчастих констант К₁К₂ є виразом загальної константи дисоціації комплексу, або константи нестійкості К_н:

Значення констант дисоціації комплексних йонів вміщено в довідкових таблицях, їх використовують для характеристики стійкості комплексних йонів у водних розчи­нах. Комплекс тим стійкіший, чим менше значення його константи нестій­кості.

Часто влітературі для оцінювання стійкості комплексних йонів використовують величину, обернену константі дисоціації комплексу, її називають константою стійкості, або константою утворення комплексу, і позначають β:

Константа стійкості характеризує рівноважний процес утворення комплексу, що також відбувається ступінчасто:

Тоді загальна константа стійкості β дорівнює добутку ступінчастих констант:

Для зручності часто використовують не абсолютні значення цих констант, а їхні десяткові логарифми, які позначають рβ, тобто:

Чим стійкіший комплексний йон, тим більшим є значення константи стійкості і, відповідно, величина рβ (табл. 1.1).

Так, серед комплексних йонів Цинку найстійкішим є хелатний комплекс [Zn(EДTA)]^2-, оскільки константа дисоціації його найменша (5,5-10^-17), а константа стійкості (1,82-10¹⁶; див. табл. 1.1) — найбільша (рβ = 16,3).

Вплив різних чинників на стійкість комплексних йонів.Стійкість комплексів визначається міцністю зв'язку між металом і лігандом Me—L, яка змінюється в широких межах і поступово зростає при переході від легких металів до важких. Однак ця залежність (від заряду ядра комплексоутворювача) не така проста, оскільки на стій­кість комплексів впливає також природа атома комплексоутворювача, його радіус, ступінь окиснення. За здатністю до комплексоутворення йони металів розміщують у такому порядку:

Лужні метали < Лужноземельні метали < Mg²⁺ < Перехідні метали.

Переважно лужні, лужноземельні метали та Магній утворюють найстійкіші ком­плексні сполуки з оксоаніонами О . Перехідні метали і Цинк легко вступають у ре­акції комплексоутворення зі сполуками, що містять електроно-донорні атоми О, N, S, а всі s²-елементи — з полідентатними лігандами (комплексонами).

Здатність двовалентних йонів металів до утворення КС змінюється відповідно до ряду Ірвінга — Вільямса у такому порядку:

Ва < Sr < Са < Mg < Mn < Fe < Co < Ni < Cu < Zn.

На стійкість комплексів впливає також природа лігандів, їх здатність вступати в реакції комплексоутворення визначається наявністю неподіленої пари електронів у молекулі. Для оцінювання донорної здатності лігандів використовують константи основності Кь.Чим більше значення величини рКь, тим легше даний ліганд приєд­нується до йона металу. Крім того, зі збільшенням заряду й дипольного моменту ліганду та зменшенням його радіуса стійкість утвореного комплексного йона зрос­тає.

Досить стійкі комплекси утворюються в результаті реакцій хелатоутворення йонів металів з комплексонами, що можуть приєднуватися до центрального атома не одним, а кількома атомами з утворенням замкнених хелатних циклів.

Тема: Вчення про розчини.

АКТУАЛЬНІСТЬ ТЕМИ

Розчини мають велике значення в житті й практичній діяльності людини. Так, процеси засвоєння їжі живими організмами пов'язані з переведенням поживних ре­човин у розчин. Розчинами є всі найважливіші фізіологічні рідини (кров, лімфа, сли­на, спинномозкова рідина, шлунковий сік та ін.). З ними пов'язані всі фізіологічні та біохімічні процеси, оскільки внутрішнім середовищем будь-якого організму є водні розчини різних речовин. Більшість лікарських засобів також використовують у ви­гляді розчинів.

ВИХІДНІ ЗНАННЯ

1. Хімічний склад клітини.

2. Біологічна роль води.

3. Будова і властивості молекул води.

4. Типи хімічних зв'язків.

5. Осмотичний тиск.