Komplex vegyületek: nómenklatúra és osztályozás

A legnagyobb és legkülönbözőbb szervetlen anyagok a komplex vegyületek osztályai. Tartalmazhat fémorganikus anyagok csoportját, mint például a klorofill és a hemoglobin. Ezek a vegyületek olyan híd, amely összeköti a szervetlen és szerves kémiát egyetlen tudományba. A komplex anyagok szerepe az analitikai kémiai és kristálykémiai tudás fejlesztésében a legfontosabb biológiai folyamatok tanulmányozásában: a fotoszintézis, a belső (sejtes) légzés felbecsülhetetlen.

Ebben a cikkben megvizsgáljuk a komplex vegyületek szerkezetét és nómenklatúráját, valamint osztályozásuk alapelveit.

A. Werner koordinációs elmélete

A XX. Század végén a svájci tudós, A. Werner bizonyította, hogy bármely komplex anyag molekulájában több olyan struktúra van, amelyeket központi ionnak, ligandoknak (addendumoknak) és külső koordinációs szférának neveznek. A komplex vegyületek osztályozásának és nómenklatúrájának tisztázása érdekében részletesebben elemezzük ezeket a fogalmakat. Tehát A. Wernernek bebizonyosodott, hogy az ion molekulájában jelen van (általában pozitívan töltött), és központi szerepet tölt be. Komplexáló szerként, központi ionként vagy atomként ismert. Közelében mind semleges molekulákat, ligandokat és negatív töltésű anionrészecskéket helyezhetnek el, amelyek az anyag belső koordinációs szféráját alkotják. A maradék részecskék, amelyek nem tartoznak bele, képezik a molekula külső héját.

Így a Na2 [Cu (OH) ₄ ] nátrium-cuprite képletben a központi réz atom a +2 és a négy hidroxicsoport oxidációs állapotában a belső gömböt alkotja, és a nátriumionok a külső szférában a központi atomtól bizonyos távolságban helyezkednek el.

A koordinációs képletek és az anyagok nevének meghatározására szolgáló módszerek

A mai napig A. Werner elmélete továbbra is a fő elméleti alap, amelynek alapján komplex komplex vegyületeket vizsgálnak. A nómenklatúrát, vagyis ezen anyagok nevét a Nemzetközi Teoretikus és Alkalmazott Kémiai Társaság által elfogadott szabályok határozzák meg.

Adjunk néhány példát azoknak az anyagoknak az összetételére, amelyekben a komplexképző szert a platina-K ₂ [PtCI ₆ ] atom vagy NH3- [Ag (NH ₃ ) ₂ ] Cl. Mint kiderült, a képleteket a következő gyakorlati módszerek segítségével lehet előállítani: a kettős cserélési reakciók, a megoldások mólos elektromos vezetőképességével, a röntgendiffrakciós módszerrel. Nézzük ezeket a módszereket részletesebben.

Mint a platina összetett vegyületek szerkezete

Ennek a csoportnak az anyagait a platina központi atomjának molekulájában való jelenléte jellemzi. Ha az ezüst-nitrát oldatát a PtCl ₄ × 6NH ₃ vegyületté tesszük , akkor az anyagban lévő összes klór megkötődik a fématomokig, és az AgCl fehér pelyhek képződnek. Ez azt jelenti, hogy minden klór-anion a külső koordinációs szférában volt, míg az ammónia-molekulák a központi platina atomhoz kötődtek, és ezzel együtt egy belső szférát alakítottak ki.

Ezért az anyag koordinációs képletét a következő formában írjuk: [Pt (NH ₃ ) ₆ ] Cl ₄ és platina-hexaminkloridnak nevezzük. A röntgendiffrakciós módszerrel a vegyészek más összetett vegyületeket is tanulmányoztak, amelyek nómenklatúráját a következő szakaszban állítjuk fel.

Króm kristályos vegyületek

A csoport anyagainak szerkezetét a röntgendiffrakciós analízis alapjául szolgáló röntgendiffrakciós fizikai folyamat határozta meg. A kristályrácson átmenő elektromágneses hullámokat a vizsgált anyag elektronjai szétszórják. Ez lehetővé teszi, hogy pontosan meghatározzuk, mely atomcsoportok vannak a kristályrács helyén. Krómtartalmú kristályok esetében összetett vegyületek megfelelő nómenklatúráját hozták létre. A röntgendiffrakciós módszerrel készült trivalens krómsók izomer-hidrátjainak nevei a következők: tetraacvadiklór-krom (III) -klorid, penta-klorokróm (III) -klorid.

Megállapították, hogy ezeknél az anyagoknál a króm atom hat különböző adalékanyagot tartalmaz. Hogyan határozza meg ezt a mutatót, és milyen tényező befolyásolja a koordinációs számot?

Mivel a központi atom ligandokkal társul

A fenti kérdés megválaszolásához emlékeztetünk arra, hogy a komplexképző szer közvetlen közelében több olyan struktúra van, amelyet addendumoknak vagy ligandoknak neveznek. A teljes szám meghatározza a koordinációs számot. A. Werner elmélete szerint a komplex vegyületek előállítása, besorolása és nómenklatúrája közvetlenül függ a mutatótól. Ez összefüggésben áll a központi atom oxidációs fokával. A platina, a króm és a vas vegyületekben a koordinációs szám általában hat; Ha a komplexképző anyagot réz vagy cink atomok képviselik - négy, ha a központi atom ezüst vagy réz - kettő.

A komplex vegyületek típusai

A kémia esetében megkülönböztetik mind a főosztályokat, mind pedig a köztük lévő anyagok átmeneti sorozatát. Az előző alfejezetekben vizsgált komplex vegyületek, amelyek nómenklatúrája a vízmolekulák szerkezetükben való jelenlétét jelzi, utalnak az akakomplexekre. Az ammónia közé tartoznak a semleges ammónia részecskéket tartalmazó anyagok, például a tri-nátrium-triammotrópium. A kelát vegyületek osztálya egyedülálló a molekulák szerkezetében. A nevük a biológiai fogalomból származik, a chelicera - az úgynevezett decapod rákfélék karmai. Ezek az anyagok addendumokat tartalmaznak, amelyek térszerkezete kiterjed a komplexképző szerre, mint a karmok. Ilyen vegyületek közé tartozik a vas-vas-oxalát-komplex, a platinát +4 oxidációs állapotú etilén-diamin komplex, az amino-ecetsav sói, amelyek közé tartoznak a ródium, a platina vagy a rézionok.

A komplex vegyületnevek megtervezésére vonatkozó szabályok

A kémiai feladatok leggyakoribb ellenőrzési kérdése az idősebb iskolában: hívja össze a komplex kapcsolatokat az IUPAC nómenklatúrán. Egy konkrét példánál elemezzük az algoritmust a (NH ₄ ) ₂ (Pt (OH) 2Cl4] képletnek megfelelő anyag megnevezésére.

1. A név a belső koordinációs szféra összetételének meghatározásával kezdődik. Hidroxilcsoportok és klór anionokat tartalmaz. A nevükhöz hozzáadjuk a véget - o. Kapunk: dihidroxi, tetraklór.
2. Most megtaláljuk a komplexképző szert, a latin nevét a jelöléshez használva, és hozzáadjuk a -at utótagot, zárójelben pedig az oxidációs állapotot jelöljük: platina (IV).
3. Miután befejezte a belső szféra jelölését, folytassa a külső részt. Nevezzük kationoknak: példánkban ammóniumionok lesznek.

Ennek eredményeképpen az anyagnak olyan neve lesz, amelyben az összes fenti struktúra szerepel.

Komplex vegyületek alkalmazása

A cikk elején a fémorganikus anyagok, például a hemoglobin, a klorofill és a vitaminok legfontosabb képviselői voltak. Ők vezető szerepet játszanak az anyagcserében. A komplex vegyületeket széles körben használják a vas- és színesfémek olvasztási technológiai ciklusaiban. A kohászati folyamatban fontos szerepet játszik a karbonilek - speciális összetett vegyületek, amelyek nómenklatúrája a szénmonoxid CO molekuláinak jelenlétét jelzi addendum formájában. Ezek a vegyületek bomlanak fémek fűtésére és helyreállítására, mint például nikkel, vas, kobalt az ércekből. A legkomplexebb vegyületeket katalizátorokként is használják a lakkok, festékek és műanyagok előállításához.