Kompleksne spojine: nomenklatura in klasifikacija

Največja in najbolj raznolika med anorganskimi snovmi je razred kompleksnih spojin. Vključuje lahko skupino organokovinskih snovi, kot sta klorofil in hemoglobin. Te spojine so most, ki povezujejo anorgansko in organsko kemijo v eno samo znanost. Vloga kompleksnih snovi pri razvoju znanja na področju analitične kemije in kristalne kemije pri proučevanju najpomembnejših bioloških procesov: fotosinteza, notranje (celično) dihanje je neprecenljivo.

V tem članku bomo preučili strukturo in nomenklaturo kompleksnih spojin ter osnovna načela njihove klasifikacije.

A. Wernerova koordinacijska teorija

Konec 20. stoletja je švicarski znanstvenik A. Werner dokazal, da v molekuli katerekoli kompleksne snovi obstaja več struktur, ki se imenujejo centralni ion, ligandi (dodatki) in zunanja koordinacijska sfera. Da bi razjasnili razvrstitev in nomenklaturo kompleksnih spojin, bomo te pojme natančneje analizirali. Torej, A. Wernerju dokazano prisotnost molekule ionov (običajno pozitivno napolnjene), ki zaseda osrednji položaj. Postalo je znano kot kompleksirajoče sredstvo, centralni ion ali atom. V bližini se lahko nahajajo nevtralne molekule, imenovane ligandi, in negativno nabiti anionski delci, ki tvorijo notranjo koordinacijsko sfero snovi. Vsi preostali delci, ki niso v njej, tvorijo zunanjo lupino molekule.

Tako v formuli natrijevega kupitra Na₂[Cu (OH)₄], osrednji bakrov atom v oksidacijskem stanju +2 in štiri skupine hidroksi predstavljajo notranjo kroglo, natrijevi ioni pa se nahajajo na nekem odmiku od osrednjega atoma v zunanji krogi.

Metode za določanje koordinacijskih formul in imen snovi

Do danes je teorija A. Wernerja ostala glavna teoretična osnova, na kateri so preučevali zapletene kompleksne spojine. Nomenklature, tj imena teh snovi se določi v skladu s pravili, ki jih Mednarodnega združenja za teoretično in uporabno kemijo sprejete.

Navajamo nekaj primerov formul snovi, v katerih kompleksirno sredstvo predstavlja atom platine - K₂[PtCl₆] ali NH₃ - [Ag (NH₃)₂] Cl. Izkazalo se je, da se formule lahko izpeljejo s pomočjo naslednjih praktičnih metod: z reakcijami dvojne izmenjave z molsko električno prevodnostjo raztopin z metodo rentgenske difrakcije. Te metode razmislimo bolj podrobno.

Kot struktura kompleksnih spojin platine

Za snovi v tej skupini je značilna prisotnost v molekuli osrednjega atoma platine. Če je spojina PtCl₄× 6NH₃ delujejo kot rešitev srebrov nitrat, potem se vsi vsebnosti klora v snovi vežejo na kovinske atome in tvori bele kosme AgCl. To pomeni, da so bili vsi klorni anioni v zunanji koordinacijski sferi, medtem ko so molekule amoniaka vezane na centralni platinijski atom in skupaj z njimi oblikovale notranjo kroglo.

Zato bo formula za usklajevanje snovi določena v naslednji obliki: [Pt (NH₃)₆] Cl₄ in se imenuje platinum heksamin klorid. S pomočjo metode rentgenske difrakcije so kemiki preučevali tudi druge kompleksne spojine, katerih nomenklaturo bomo ugotovili v naslednjem poglavju.

Kristalne spojine kroma

Struktura tega skupine snovi je bila identificirana s fizikalnim postopkom rentgenske difrakcije spodaj ležeče rentgenske analize difrakcije. Skozi kristalne mreže, elektromagnetni val razpršeni z delovanjem elektronov preskusne snovi. To omogoča natančno določitev, katere skupine atomov so na mestih kristalne rešetke. Za kristale, ki vsebujejo krom, je nastala ustrezna nomenklatura kompleksnih spojin. Primeri imen izomerne hidrati trovalentni kromovih soli, izdelanega s pomočjo rentgenske metode difrakcije, so naslednji: tetraakvadihlorohroma klorid (III), pentaakvahlorohroma klorid (III).

Ugotovljeno je bilo, da je v teh snoveh kromov atom povezan s šestimi različnimi dodatki. Kako določite ta indikator in kakšen dejavnik vpliva na koordinacijsko številko?

Ker je osrednji atom vezan na ligande

Da bi odgovorili na zgoraj omenjeno vprašanje, opozarjamo, da v neposredni bližini kelatorja obstaja več struktur, ki se imenujejo dodatki ali ligandi. Njihovo skupno število določa koordinacijsko številko. Po teoriji A. Wernerja je proizvodnja, razvrstitev in nomenklatura kompleksnih spojin neposredno odvisna od tega kazalca. Je tudi v povezavi s stopnjo oksidacije osrednjega atoma. V spojinah platine, kroma, železa je koordinacijsko število najpogosteje šest, če je kompleksirno sredstvo predstavljeno z atomi bakra ali cinka, štiri, če je srednji atom srebro ali baker dva.

Vrste kompleksnih spojin

V kemiji se razlikujejo tako glavni razredi kot prehodni nizi snovi med njimi. Obravnava v prejšnjih povzetke kompleksnih spojin, ki nomenklatura označuje prisotnost v njihovi strukturi vodnih molekul so aquacomplexes. Amoniak se nanaša na snovi, ki vsebujejo nevtralne delce amoniaka, na primer triodijev triamotropij. Razred kelatnih spojin je edinstven v strukturi molekul. Njihovo ime je iz biološkega izraza chelicera - tako imenovane krempljev rakovodov rakotkov. Te snovi vsebujejo dodatke, katerih prostorska konfiguracija pokriva kompleksirno sredstvo, kot so kremplji. Take spojine vključujejo železovega oksalata kompleks, etilendiamminovy ​​platinski kompleks z oksidacijskim stanjem +4, soli Aminoocetna kislin, ki vsebujejo ione rodija, platina ali bakra.

Pravila za oblikovanje imen kompleksnih spojin

Najpogostejše kontrolno vprašanje pri kemijskih nalogah v času starejše šole je naslednje: navedite kompleksne povezave na nomenklaturi IUPAC. Na konkretnem primeru analiziramo algoritem za pripravo imena snovi, ki ima naslednjo formulo: (NH₄)₂[Pt (OH)₂Cl₄].

1. Ime se začne z opredelitvijo sestave notranje koordinacijske sfere. Vsebuje anioni hidroksilnih skupin in klora. Na njihova imena dodamo konec -o. Dobimo: dihidrokso, tetrakloro.
2. Sedaj najdemo kompleksirni agent, pri čemer za njegovo označevanje imenujemo latinsko ime in dodamo temu pripono -at, v oklepajih navaja njeno oksidacijsko stanje: platina (IV).
3. Ko končate z oznako notranje krogle, pojdite na zunanji del. Denimo jo kationi: v našem primeru bodo amoniakovi ioni.

Posledično bo snov imela ime, na katerem so navedene vse zgoraj navedene strukture.

Uporaba kompleksnih spojin

Na začetku članka smo imenovali najpomembnejše predstavnike organokovinskih snovi, kot so hemoglobin, klorofil, vitamini. Imajo vodilno vlogo pri metabolizmu. Kompleksne spojine se pogosto uporabljajo v tehnoloških ciklusih taljenja železnih in neželeznih kovin. Pomembno vlogo v metalurgiji igrajo karbonili - posebne kompleksne spojine, katerih nomenklatura kaže prisotnost ogljikovega monoksida CO kot dodatek v njihovih molekulah. Pri segrevanju se te spojine razgrajujejo in zmanjšujejo količine kovin, kot so nikelj, železo in kobalt iz njihovih rud. Večina kompleksnih spojin se prav tako uporablja kot katalizatorji v reakcijah za proizvodnjo lakov, barv in plastičnih mas.