- •Российский государственный педагогический университет имени а.И. Герцена
- •Основы химического языка
- •Предисловие
- •Химическая номенклатура
- •I. Химический элемент, химическое соединение
- •1.1. Химический элемент – символы и названия, изотопы.
- •Классификация химических элементов.
- •Классификация химических соединений по составу.
- •Принципы химической номенклатуры – химическая формула и химическое название соединения.
- •Систематические и традиционные названия простых веществ.
- •Степень окисления элементов в химических соединениях.
- •Систематические и специальные названия одноэлементных ионов.
- •Систематические и специальные названия бинарных соединений.
- •Функциональная классификация сложных неорганических соединений
- •Оксиды.
- •Гидроксиды – основные (основания), амфотерные, кислотные (оксокислоты).
- •Пероксокислоты.
- •Тиокислоты, политионовые и другие замещенные оксокислоты.
- •Бескислородные кислоты.
- •Галогенангидриды.
- •Основные положения координационной теории.
- •Номенклатура комплексных соединений.
- •Соединения постоянного и переменного состава (дальтониды и бертолиды)
- •Аддукты.
- •Химические реактивы.
- •Общие правила работы в химической лаборатории, меры предосторожности и первая помощь при несчастных случаях10.
- •«Основные классы неорганических соединений. Оксиды
- •Гидроксиды
- •Кислоты
- •Металлокомплексные соединения
- •Количественные характеристики химических элементов и соединений.
- •1.17. Определение простейших и молекулярных формул соединений.
- •Лабораторная работа №2.
- •Индивидуальное домашнее задание № 1
- •II. Химический процесс
- •Химическая реакция, уравнение химической реакции
- •Ионно-молекулярные уравнения реакций с участием электролитов.
- •Окислительно-восстановительные реакции – классификация.
- •Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций.
- •Важнейшие окислители и восстановители
- •Лабораторная работа № 3 «Окислительно-восстановительные реакции» Окислительные свойства кислот
- •Окислительно-восстановительные свойства галогенов и их соединений
- •Окислительно-восстановительные свойства металлов и их соединений
- •Влияние кислотности среды на окислительно-восстановительные свойства соединений марганца и хрома
- •Окислительно-восстановительная двойственность
- •Реакции диспропорционирования
- •Реакции внутримолекулярного окисления-восстановления
- •Эквивалент, закон эквивалентов
- •5,6 Г железа эквивалентны 3,2 г серы
- •0,644 Г koh взаимодействует с 0,471 г н2рно2
- •Лабораторная работа №4 «Определение эквивалента магния»
- •Индивидуальное домашнее задание № 2
- •Вариант 6
- •Ответы.
- •I. Химический элемент, химическое соединение.
- •II. Химический процесс.
-
Номенклатура комплексных соединений.
Систематическая номенклатура комплексных соединений определяет правила записи формул и названий комплексных соединений.
При написании формулы комплекса с однородным составом внутренней сферы вначале записывается центральный атом, а затем лиганды с указанием нижним числовым индексом их количества; всю внутреннюю сферу заключают в квадратные скобки и в зависимости от того является ли коплекс катионом или анионом слева или справа от комплекса помещают внешнесферный ион: Na[FeCl4], Ba3[Co(CN)6]2, [Cu(NH3)4]SO4, [Zn(H2O)4](NO3)2. Для нейтральных комплексов, а также распространенных солей и кислот допускается запись их формул без квадратных скобок: Fe(CO)5, K2SO3, UO2(NO3)2.
Для смешанно-лигандного комплекса, содержащего лиганды с различным зарядом (L+, L, L-), в формуле комплекса их располагают в следующем порядке: [M(L+)(L)(L-)] – например, формула смешанно-лигандного комплекса железа (III) c NO+, NH3 и Cl- в качестве лигандов имеет вид [Fe(NO)(NH3)4Cl]SO4.
Лиганды, одинаковые по типу заряда, но разные по химическому составу, записывают справа налево в порядке увеличения относительной электроотрицательности их первых (слева) элементов независимо от сложности лигандов. Так, среди нейтральных лигандов H2О и NH3 первым (слева) во внутренней сфере комплекса рекомендуется записывать воду: [Co(H2O)4(NH3)2]Cl3; среди отрицательных лигандов C2O42- и ОН- оксалатный лиганд рекомендуется записывать левее чем гидроксидный: Na3[Fe(C2O4)(OH)4]. Если разные лиганды имеет совпадающий первый элемент в их формуле, то порядок их расположения во внутренней сфере комплекса определяется увеличением числа разных элементов в составе лиганда – вначале рекомендуется записывать одноэлементный лиганд, затем двух-, трех и т.д. – например: [Ru(N2)(NH3)4(NH2OH)2]2+.
При сокращенном буквенном обозначении лигандов (этилендиамин – En, диметилглиоксим – DMG и др.) порядок их записи в формуле комплекса определяется теми же правилами, что и при использовании их химических формул.
Во избежания разночтений разные лиганды, входящие в состав смешанно-лигандных комплексов, отделяются друг от друга круглыми скобками. Для лигандов, которые при одинаковом составе могут иметь различный заряд – например: NO+, NO, NO- или O22-, O2-, в формуле комплекса допускается указание их заряда с помощью правого верхнего индекса у обозначения лиганда: [Pd{P(C6H5)}2(O20)], [Co(CN)5(O2-)]4-.
Если в формуле комплексного соединения степень окисления центрального атома не очевидна, то она может быть указана в формуле комплекса с помощью правого верхнего индекса у символа центрального атома римскими цифрами: [СoIII(NH3)6][CrIII(CN)6].
Сложные многоядерные комплексные соединения обычно изображают графическими (пространственными) формулами. Наиболее простые двухядерные комплексы с мостиковыми лигандами записывают с помощью развернутых молекулярных формул, в которых мостиковые лиганды L’ помещают между центральными атомами М1 и М2, а немостиковые (переферийные) лиганды L – соответственно слева и справа от тех атомов М1 и М2, которые координируют эти лиганды [(L)M1(L’)M2(L)]: [(NH3)5CrOHCr(NH3)5]Br4, [Cl2(NH3)2CoIII(NH2)(O22-)CoIV(NH3)4)]Cl2. В развернутых молекулярных формулах биядерных кластерных соединений независимо от кратности химической связи между металлическими центрами ее показывают одной чертой между химическими символами одного или разных металлов: K4[(CN)4Ni-Ni(CN)4], [(CO)5Re-Mn(CO)5]. При наличии в кластерном комплексе мостиковых лишандов их помещают между металлическими центрами, а черту преображают в п-образную ломанную линию, соединяющую металлические центры над мостиковыми лигандами:
Название комплексного соединения также состоит из названий лигандов и центрального атома внутренней сферы и названия внешнесферного катиона или аниона.
Лиганды. Название отрицательно заряженных лигандов образуется из полного названия ионов с добавлением соединительной гласной –о: Br- бромо-, О2- оксо-, О2- надпероксо-, О22- пероксо-, Н- гидридо-, N3- нитридо-, S22- дисульфидо(-2)-, OH- гидроксо-, CN- циано-, NH2- амидо-, NH2- имидо-, NCS- тиоцианато- СО32- карбонато-, P2O74- дифосфато-, НSO3- гидросульфато-, S2O32- тиосульфато- TeO66- ортотеллурато-, ClO- гипохлорито-. IO56- ортопериодато-. Аналогично строятся названия лигандов органических кислот: HCOO- формиато-, C2O42- оксалато-, HON=C(CH3)C(CH3)=NO- диметиглиоксимато-, СH3COO- ацетато-, NH2CH2COO- глицинато-, {OOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COO)2}4- этилендиаминтетраацетато-. По традиции лиганд S2- называют тио-. Анионы углеводородов в качестве лигандов называют без соединительно гласной -о: CH3- метил, С6Н5- фенил, С5Н5- циклопентадиенил.
Если в качестве лигандов выступаю положительно заряженные частицы, то в их названиях либо сохраняется окончание –ий, либо его добавляют: N2H5+ -гидразиний, NO+ нитрозилий. Катион H+ по традиции называют гидро-.
Название нейтральных лигандов в составе внутренней сферы комплекса остается неизменным: N2 диазот, O2 дикислород, SO2 диоксид серы, N2H4 гидразин, P(C6H5) трифенилфосфин. По традиции для ряда лигандов используют специальные названия: H2O аква, NH3 аммин, СО карбонил, CS тиокарбонил, NO нитрозил.
Для амбидентатных лигандов, способных координироваться к центральному атому различными донорными атомами, в названии лиганда через дефис рекомендуется указывать символ донорного атома химического элемента: CN- циано-N или циано-С, NCS- тиоцианато-N или тиоцианато-S. По традиции нитрит-ион, координированный через атом N назвают – ннтро-, а координированный через атом кислорода – нитрито.
Число одинаковых лигандов во внутренней сфере комплекса указывается приставками: ди-, три-, тетра- и т.д., которые записывают слитно с названием лиганда: (Н2О)4 тетрааква-, Br3 трибромо-, (SO4)2 дисульфато-, (NH3)5 пентааммин. Если в названии самого сложного лиганда уже используется числовая приставка, например О2 – дикислород, NH2CH2CH2NH2 – этилендиамин, то для указания числа таких лигандов во внутренней сфере применяют умножающие приставки: 2 – бис, 3 – трис, 4 – тетракис и т.д., а название самого лиганда заключают в скобки: (N2)2 – бис(диазот), {P(C6H5)3)3 – трис(трифенилфосфин). Название лиганда также заключается в скобки, если в его названии используются цифры или символы химических элементов: {C6H5N)2 – (2,2’-бипиридил), NCS- - (тиоцианато-N). Название лиганда заключается также в скобки, если образующееся при названии внутренней сферы словосочетание может првести к неоднозначности в природе лиганда: (N)2 ди(азот), что указывает на присутствие во внутренней сфере двух атомов азота, в отличие от (N2) – диазот для одной молекулы азота. Рекомендуется также выделять круглыми скобками названия лигандов с характеристичными приставками – пер-, тио-, гидро-, орто-, мета-, и названия сложных органических лигандов.
Центральный атом (ион). Систематическое название центрального атома, указываемое после названия лигандов, зависит от заряда комплекса:
-
для нейтральных комплексов применяют русское название элемента комплексообразователя в именительном падеже: [Co(NH3)3Cl3] трихлоротриамминкобальт, [Cr(H2O)3(C2O4)Cl] хлорооксалатотриаквахром, [Fe(NH3)2(NCS)4] тетра(тиоцианато-N)диамминжелезо, [MnH(CO)5] пентакарбонилгидромарганец, [Pt{P(C3H5)3)Cl2] дихлоробис(триэтилфосфин)платина, SO2Cl2 дихлородиоксосера; XeOF4 тетрафторооксоксенон;
-
для катионных комплексов русское название элемента комплексообразователя дается в родительном падеже с указанием римскими цифрами в круглых скобках его степени окисления: [Ag(NH3)2]+ диамминсеребра(I), [Ru(NH3)5(N2)]2+ (диазот)пентаамминрутения(II), [UO2]2+ диоксоурана(VI), [BrF2]+ дифтороброма(III). Для элементов с постоянной степенью окисления допускается применение названий элементов без указания на его степень окисления: [Al(H2O)5(OH)]2+ гидроксопентаакваалюминия;
-
название элемента комплексообразователя в анионных комплексах образуется из латинского корня названия элемента с добавлением окончания –ат и указанием римскими цифрами в круглых скобках его степени окисления: [Fe(CN)6]4- гексацианоферрат(II), [HgI4]2- тетраиодомеркурат(II), [Pt(NO2)4Cl2]2- дихлоротетранитроплатинат(IV), SO42- тетраоксосульфат(IV), PHO32- триоксогидрофосфат(III). Для элементов с постоянной степенью окисления допускается название элемента без указания его степени окисления: [Zn(OH)4]2- тетрагидроксоцинкат, [HF2]- дифторогидрогенат.
Полное название соединений с комплексным катионом или анионом включает также традиционное название внешнесферных ионов: [Ir(NH3)4(NCS)2]ClO4 перхлорат ди(тиоцанато-S)тетраамминирридия(III), (NH4)3[Pt(NH3)(NO2)5] пентанитроамминплатинат(IV) аммония, H[AuCl4] тетрахлороаурат водорода, Na[PH2O2] диоксодигидрофосфат(I) натрия, (KAl)[Fe(CN)6] гексацианоферрат(II) алюминия-калия, [Co(NH3)6](SO4)(HSO4) гидросульфат-сульфат гексаамминкобальта(III). Полное название комплексов катион-анионного типа состит из систематического названия комплексного аниона и комлексного аниона: [Pt(NH3)4][PtCl4] тетрахлороплатинат(II) тетраамминплатины(II), [Co(NH3)5Cl]3[Cr(CN)6]2 гексацианохромат(III) хлоропентаамминкобальта(III).
Для различия геомерических цис-транс изомеров в формулах и названнях комплексов используют соответствующие цис- и транс- приставки: транс-[Pd(NH3)2Cl2] транс-дихлородиамминпалладий, транс-[CoEn2(CN)2]Cl хлорид транс-дицианобис(этилендиамин)кобальта(III), цис-Na3[Cr(OH)4Cl2] цис-дихлоротетрагидроксохромат(III) натрия.
Биядерные комплексы с мостиковыми лигандами. Название внутренней сферы биядерных комплексов начинается с названия мостиковых лигандов с добавлением через дефис предшествующей буквы далее также через дефис следуют названия немостиковых лигандов и центрального атома, стоящие в формуле комплекса правее мостикового лиганда, и завершают название – немостиковые лиганды и центральный атом, расположенные левее мостикового лиганда: [(NH3)5CrOHCr(NH3)4OH]Br4 бромид (-гидроксо)-гидроксотетраамминхрома(III)-пентаамминхрома(III), K4[(C2O4)2Cr(NH2)2Cr(CN)4] ди(-амидо)-тетрацианокобальтат(III)-бис(диоксалато)хромат(III) калия. При симметричном расположении правой и левой части внутренней сферы биядерного комплекса по отношению к мостиковому лиганду название комплекса укорачивается за счет применения умножающей числовой приставки бис-: [Br2AlBr2AlBr2] ди(-дибромо)-бис(дибромоалюминий), [(NH3)5CrOCr(NH3)5](NO3)4 нитрат (-оксо)-бис{пентаамминхрома(III)}, Ba2[(C2O4)2Co(OH)2Co(C2O4)2] ди(-гидроксо)-бис{диоксалатокобальтат(III)} бария.
Рассмотренные ранее распространенные оксокислоты (H4P2O7, H2S2O7, H2C2O7 и др.) и их соли характеризуются наличием мостикового О2- оксидного иона, объединяющего два координационных центра. Такие соединения относятся к классу изополисоединений. Наряду с традиционными названиями они имеют и систематические названия биядерных оксокомплексов: H4[O3POPO3] (-оксо)-бис{триоксофосфат(V)) водорода, K2[O3CrOCrO3] (-оксо)-бис{триоксохромат(VI)}. В отличие от изополисоединений, в которых кислородный мостик объединяет подобные координационные центры, гетерополисоединения являются многоядерными оксокомплексами с центральными атомами различных химических элементов. Особенно характерно образование многоядерных гетерополисоединений на основе Mo6+ и W6+: [P2Mo18O62]6-, [TeMo6O24]6-, [SiW12O40]4-. Строение этих соединений весьма сложно, и поэтому их систематические названия составляют по суммарным формулам. При этом условный катион Mo6+ называют молибдо, а W6+ - фольфрамо без указания степени окисления: Na3[PW12O40] 40-оксододекавольфрамофосфат(V) натрия, H4[BMo12O40] 40-оксододекамолибдоборат(III) водорода.
Кластерные соединения. В систематических названиях кластерных соединений наличие связи между металлами указывается в круглых скобках после названия внутренней сферы комплекса: [(CO)5Re-Mn(CO)5] пентакарбонилмарганец-пентакарбонилрений (Mn-Re). Если строение внутренней сферы симметрично относительно связи М-М, то название упрощается за счет применения умножающей приставки бис-: [(CO)5Mn-Mn(CO)5] бис(пентакарбонилмарганец) (Mn-Mn), K8[(CN)4Co-Co(CN)4) бис{тетрацианокобальтат(0)} калия. При наличии в двухядерном кластерном комплексе мостиковых лигандов в названии внутренней сферы их указывают первыми:
Упражнения:
62. Приведите названия лигандов в составе внутренней сферы комплексов: H-, Cl-, S2-, OH-, CN-, N3-, NCS-, NO2-, SO42-, H2O, NH3, CO, NO, N2, PPh3 (Ph = C6H5), H2NC2H4NH2 (En), [(OOCCH3)2NCH2CH2N(CH3COO)2]4- (Edta).
63. Приведите систематические названия следующих моноядерных соединений: K2MnO4, H2SO4, HSO3Cl, Na[B(OH)4], Ca[Fe(CN)6], (NH4)2[HgI4], H[AuCl4], Al[Cr(NCS)6], Na[PtCl(OH)5], [Ag(NH3)2]Cl, [CuEn2](NO3)2, [Zn(H2O)4]ClO4, [Rh(NH3)4CO3]NO3, [Co(NH3)5NO2]Cl2, [Co(NH3)5(ONO)]Cl, [Pt(NH3)2Cl2], [Cr(H2O)3С2O4Cl], Ni(CO)4, [Pt(PPh3)4], [Co(NH3)6][Co(CN)6], [PtEn2][Pd(NH3)Cl3]2.
-
Напишите формулы следующих соединений: гексафторофосфат(V) натрия, тетраоксоманганат(VI) калия, тетрагидроксоцинкат магния, тринитродихлороакваирридат(III) калия, цис-тетраиододиамминплатина, трироданотриаквахром, сульфитодиамминпалладий, нитрат транс-бисэтилендиаминдихлорокобальта(III), гексафторохромат(III) гексааквахрома(III), тетрацианоплатинат(II) тераамминпалладия(II).
65. Приведите систематические названия следующих биядерных соединений: K2Mo2O7, Na2B2O7, Na2S2O8, [Cl2Pt(N2H4)PtCl2], K2[Cl4Re-ReCl4],
[Cl2(NH3)3CoNH2Co(H2O)(NH3)Cl]Cl2, [(CO)5Re-Co(CO)4],