Решение задачи: Комплексные соединения

14. Комплексные соединения. Комплексные соединения (или координационные соединения) — это класс химических соединений, в которых центральный атом (обычно ион металла) связан с окружающими его молекулами или ионами (лигандами) посредством координационных связей. Основные понятия: 1. Центральный атом (комплексообразователь): Обычно это ион металла (d- или f-элемента), который имеет свободные орбитали для образования координационных связей. Он является акцептором электронных пар. 2. Лиганды: Молекулы или ионы, которые имеют неподеленные электронные пары и способны образовывать координационные связи с центральным атомом. Лиганды могут быть нейтральными (например, \(H_2O\), \(NH_3\), \(CO\)) или заряженными (например, \(Cl^-\), \(CN^-\), \(OH^-\)). 3. Координационное число: Число лигандов, непосредственно связанных с центральным атомом. Оно зависит от природы центрального атома и лигандов. 4. Внутренняя сфера: Центральный атом и непосредственно связанные с ним лиганды образуют внутреннюю сферу комплекса. Она записывается в квадратных скобках. 5. Внешняя сфера: Ионы, которые не связаны непосредственно с центральным атомом, но компенсируют заряд внутренней сферы, образуют внешнюю сферу. Примеры комплексных соединений: * Гексаамминкобальт(III) хлорид: \([Co(NH_3)_6]Cl_3\) * Центральный атом: \(Co^{3+}\) * Лиганды: \(NH_3\) (аммиак) * Координационное число: 6 * Внутренняя сфера: \([Co(NH_3)_6]^{3+}\) * Внешняя сфера: \(Cl^-\) * Тетрацианоникелат(II) калия: \(K_2[Ni(CN)_4]\) * Центральный атом: \(Ni^{2+}\) * Лиганды: \(CN^-\) (цианид-ион) * Координационное число: 4 * Внутренняя сфера: \([Ni(CN)_4]^{2-}\) * Внешняя сфера: \(K^+\) Номенклатура комплексных соединений: 1. Сначала называют лиганды в алфавитном порядке (сначала анионные, затем нейтральные). 2. Перед названием лиганда указывают число лигандов с помощью приставок: ди-, три-, тетра-, пента-, гекса- и т.д. (для простых лигандов) или бис-, трис-, тетракис- (для сложных лигандов). 3. Название анионного лиганда заканчивается на -о (например, хлорид - хлоро, цианид - циано). 4. Название нейтрального лиганда не меняется (исключения: \(H_2O\) - аква, \(NH_3\) - аммин, \(CO\) - карбонил, \(NO\) - нитрозил). 5. Затем называют центральный атом. Если комплексный ион анионный, к латинскому названию металла добавляют суффикс -ат (например, феррат, купрат, никелат). Если комплексный ион катионный или нейтральный, название металла не меняется. 6. В скобках римскими цифрами указывают степень окисления центрального атома. 7. Если есть внешняя сфера, ее называют в конце. Значение комплексных соединений: * Биологическая роль: Многие биологически важные молекулы являются комплексными соединениями (например, гемоглобин, хлорофилл, витамин \(B_{12}\)). * Промышленность: Используются в катализе, металлургии, гальванотехнике, аналитической химии. * Медицина: Применяются в качестве лекарственных средств (например, для лечения отравлений тяжелыми металлами). Это краткое изложение темы "Комплексные соединения", которое удобно переписать в тетрадь.