Номенклатура комплексных соединений
Основы современной номенклатуры комплексных соединений были заложены Альфредом Вернером. До его работ в этой области химии не существовало никакой системы. Комплексные соединения называли, руководствуясь их внешним видом, например, пурпуреосоль (красная соль) [Co(NH3)5Cl]Cl2, лутеосоль (желтая соль) состава [Co(NH3)6]Cl3, либо происхождением, например, красная кровяная соль K3[Fe(CN)6] и т.п.
Немало комплексных соединений получили имена химиков, синтезировавших их: соль Фишера K3[Co(NO2)6], соль Рейнеке NH4[Cr(NH3)2(NCS)4] и др.
Современная номенклатура комплексных соединений основана на рекомендациях ИЮПАК (Международный союз общей и прикладной химии) и адаптирована к традициям русского химического языка.
Названия анионных лигандов получают концевую гласную -о, которой сопровождается название соответствующего аниона (или корня названия аниона):
CH3COO- - ацетато
NO- - нитрозо
CN- - циано
NO2- - нитро
CNS- - тиоциано
CO32- - карбонато
O22- - пероксо
C2O42- - оксалато
OH- - гидроксо
Cl- - хлоро
SO32- - сульфито
H- - гидридо
S2O32- - тиосульфато
Иногда анионные лиганды имеют специальные названия, например O2- - оксо, S2- - тио, HS- - меркапто. Анионы углеводородов в качестве лигандов называют так: CH3- - метил, C5H5- - циклопентадиенил.
Для нейтральных лигандов используют номенклатурные названия веществ без изменений (N2 - диазот, N2H4 - гидразин, C2H4 - этилен и т.д.), кроме веществ, которые, выступая в роли лигандов, получают следующие специальные названия:
H2O - аква
NH3 - аммин
NO - нитрозил
CO - карбонил
SO2 - диоксосера
PF3 - трифторофосфор
Громоздкие по написанию формулы органических лигандов заменяют полностью или частично буквенными обозначениями, например:
NH2CH2CH2NH2 (этилендиамин) – en
P(C2H5)3 (триэтилфосфин) – PEt3
(NH2)2CO (карбамид) – ur
C5H5N (пиридин) – py
Для катионных лигандов применяют следующие названия:
N2H5+ - гидразиний
NO2+ - нитроилий
NO+ - нитрозилий
H+ - гидро
Порядок перечисления лигандов.
Правила изображения формул комплексных соединений следующие. При составлении формулы одноядерного комплекса (ионного или нейтрального) слева ставят символ центрального атома (комплексообразователя), а затем перечисляют лиганды в порядке уменьшения их зарядов от положительных значений к отрицательным: [M(L1)+(L2)0(L3)- ]. При равенстве зарядов лигандов пользуются практическим рядом элементов. Например, H2O записывают левее NH3, C5H5N – левее CO. Более простые лиганды в формулах указывают левее более сложных; так, N2 пишут левее NH3, NH3 – левее N2H4, N2H4 – левее NH2OH. В формулах многоядерных комплексов указывают число центральных атомов, например [MxLy].
Названия веществ строят из названий лигандов с предшествующей числовой приставкой (греческое числительное), указывающей число лигандов каждого типа в формуле, и названия комплексообразователя в определенной форме. Если название лиганда уже содержит числовую приставку, а также в тех случаях, когда такая приставка создает неясность в строении лиганда, используют умножающие приставки, такие как бис-, трис-, тетракис-, пентакис- и др.
Например: (SO42-)2 - бис(сульфато-), (NH2CH2CH2NH2)4 - тетракис(этилендиамин).
Перечисление лигандов ведут от отрицательного заряда лиганда к нейтральному и затем положительному, т.е. справа налево по формуле соединения:
[M(L1)+(L2)0(L3)-]
Нейтральные комплексы
Названия комплексов без внешней сферы состоят из одного слова. Вначале указывается число и названия лигандов (для лигандов каждого вида отдельно), затем название центрального атома в именительном падеже (в случае многоядерных комплексов – с указанием числа центральных атомов).
Например:
[Al2Cl6] – гексахлородиалюминий
[Co2(CO)8] – октакарбонилдикобальт
[Fe(C5H5)2] – бис(циклопентадиенил)железо
[Mo6Cl14] – 14-хлорогексамолибден
[Ni(CO)4] – тетракарбонилникель
[Zn(py)2Cl2] –дихлоробис(пиридин)цинк
Комплексные катионы
Названия соединений с комплексными катионами строятся так же, как и названия простых соединений, состоящих из катиона и аниона (т.е. "анион катиона", например NaCl - хлорид натрия, BaCrO4 - хромат бария, H2O2 - пероксид водорода и т.п. ). Однако в рассматриваемом случае катион не простой, а комплексный.
Названия комплексных катионов состоят из числа и названия лигандов и названия комплексообразователя (для многоядерных комплексов – с указанием их числа). Обозначение степени окисления комплексообразователя дают римскими цифрами в скобках после названия (по способу Штока):
[Ag(NH3)2]+ - катион диамминсеребра(I)
[Cr2(NH3)9(OH)2]4+ - катион дигидроксононаамминдихрома(III)
[Mn(H2O)6]2+ - катион гексааквамарганца(II)
[Pt(en)2]2+ - катион бис(этилендиамин)платины(II)
В случае неизвестной степени окисления комплексообразователя указывают заряд всего катиона в скобках арабскими цифрами (по способу Эвенса – Бассетта). Например:
[Hg2(H2O)2]2+ - катион диаквадиртути(2+)
[Nb6Cl12]+ - катион додекахлорогексаниобия(1+)
Названия соединений, включающих комплексный катион, строятся следующим образом:
[Hg2(H2O)2](NO3)2 – нитрат диаквадиртути(2+)
[Mn(H2O)6] SO4 - сульфат гексааквамарганца(II)
[Ag(NH3)2]OH - гидроксид диамминсеребра(I)
[Cr2(NH3)9(OH)2]Cl4 - хлорид дигидроксононаамминдихрома(III)
Комплексные анионы
Названия соединений с комплексными анионами строятся так же, как названия простых соединений, состоящих из катиона и аниона (т.е. "анион катиона", например NaCl - хлорид натрия, BaCrO4 - хромат бария, H2O2 - пероксид водорода и т.п. ). Однако в рассматриваемом случае анион не простой, а комплексный.
Название комплексного аниона строится из числа и названия лигандов, корня названия элемента-комплексообразователя, суффикса -ат и указания степени окисления комплексообразователя:
[BF4]- - тетрафтороборат(III)-ион
[Al(H2O)2(OH)4]- - тетрагидроксодиакваалюминат(III)-ион
[VS4]3- - тетратиованадат(V)-ион
Для целого ряда элементов-комплексообразователей вместо русских используются корни их латинских названий:
Ag - аргент- ; Au - аур- ; Cu - купр- ; Fe - ферр- ; Hg - меркур- ; Mn - манган- ; Ni - никкол- ; Pb - плюмб- ; Sb - стиб- ; Sn - станн-.
Примеры названий комплексных анионов:
[Fe(CN)6]3- - гексацианоферрат(III)-ион
[Ag(SO3S)2]3- - бис(тиосульфато)аргентат(I)-ион
Названия соединений, включающих комплексный анион, строятся следующим образом:
K2[HgI4] – тетраиодомеркурат(II) калия
H[Sb(OH)6] - гексагидроксостибат(V) водорода
Na[Ag(CN)2] - дицианоаргентат(I) натрия
(NH4)2[PtCl6] - тетрахлороплатинат(IV) аммония
K3[AlF6] – гексафтороалюминат(III) калия
Хелатные (клешневидные) комплексные соединения – класс соединений, образованных полидентатными лигандами. Обычно они образуют циклические группировки, состоящие из 5 -6 атомов, в которых лиганд как бы захватывает центральный атом (комплексообразователь) подобно клешням рака.