5.3. Классификация комплексных соединений

Ввиду многообразия комплексных соединений нет их общепринятой систематизации. Первое время систематизация комплексных соединений проводилась по следующим признакам:

1) по классам химических соединений:

а) соли [Cu(NH₃)₄]SO₄;

б) кислоты H[AuCl₄];

в) основания [Ag(NH₃)₂]OH.

2) по заряду комплексной частицы:

а) катионный комплекс [Cr(H₂O)₆]Cl₃;

б) анионный комплекс K₄[Fe(CN)₆];

в) нейтральный комплекс [Pt(NH₃)₂Cl₂]⁰.

3) по природе лиганда:

а) ацидосоединения (лиганды – только кислотные остатки):

K[Ag(CN)₂], K₃[CoF₆], K₂[HgI₄];

б) молекулярные соединения (лиганды – только нейтральные молекулы):

[Co(H₂O)₆]Cl₂, [Cu(NH₃)₄]SO₄, Fe(CO)₅;

в) смешанные ацидо-молекулярные соединения:

[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂, [Cr(H₂O)₂(NH₃)₂Br₂]NO₃.

В настоящее время имеется большое количество комплексных соединений, которые в эту систематизацию не укладываются. К ним относятся:

1) внутрикомплексные соединения;

2) комплексонаты металлов;

3) комплексы с макроциклическими лигандами;

4) многоядерные (мостиковые) комплексы;

5) комплексы со связью металл – металл;

6) π-комплексы (металлоорганические соединения).

5.4. Способы получения комплексных соединений

Основными типами реакций, с помощью которых получают комплексные соединения, являются следующие:

1) реакции соединения (наиболее часто используемый метод):

PbI₂ + 2KI  K₂[PbI₄],

3KCN + Fe(CN)₃  K₃[Fe(CN)₆],

2NaOH + Pb(OH)₂  Na₂[Pb(OH)₄];

2) реакции обмена:

3KNO₃ + Na₃[Co(NO₂)₆]  K₃[Co(NO₂)₆] + 3NaNO₃;

3) реакции окисления – восстановления:

Au + 4HCl + HNO₃  H[AuCl₄] + NO↑ + 2H₂O,

2K[Au(CN)₂] + Zn  2Au + K₂[Zn(CN)₄].

5.5. Номенклатура комплексных (ато-) соединений

«Атами» называются соединения, отрицательно поляризованными частями которых являются комплексные ионы. Названия комплексных соединений образуются аналогично названиям простых соединений в соответствии со следующими правилами:

1. Первым в именительном падеже называют анион, а затем в родительном – катион, независимо от того, какой из них является комплексным.

2. При составлении названия комплексного иона сначала перечисляются заряженные лиганды, затем – незаряженные. Количество лигандов указывается числовыми приставками, образованными от греческих числительных. Затем называется центральный атом-комплексообразователь. Если центральный атом входит в состав комплексного аниона, то берется корень его латинского названия, к которому добавляют суффикс -ат, затем в круглых скобках римской цифрой указывают степень окисления комплексообразователя. Если центральный атом входит в состав комплексного катиона, то используется русское название элемента в родительном падеже (при этом в круглых скобках римской цифрой указывают его степень окисления). Если комплекс не имеет заряда, то дается русское название комплексообразователя в именительном падеже без указания его степени окисления, т.к. она однозначно определяется, исходя из электронейтральности молекулы.

Названия анионных лигандов получают окончание -о (Cl^- – хлоро, CN^-– циано, SO₄^2- – сульфато, ОН^- – гидроксо и т.д.). Названия нейтральных и катионных лигандов входят в названия комплексов без изменений. К ним не надо добавлять окончание -о. Исключение представляют следующие нейтральные лиганды:

H₂O – аква;

NH₃ – аммин;

CO – карбонил;

NO – нитрозил.

По традиции ион Н⁺ называют гидролигандом.

Лиганд	Название	Пример
Cl^- F^- Br^- I^- N^3- H^- O^2- [O2]^2- CN^- S^2- OCN^- SCN^- OH^- CH3COO^- SO4^2- C2O4^2- S2O3^2- NO2^- NO3^- H2O NH3 CO	Хлоро Фторо Бромо Иодо Нитридо Гидридо Оксо Пероксо Циано Сульфидо (тио) Цианато Тиоцианато Гидроксо Ацетато Сульфато Оксалато Тиосульфато Нитрито Нитрато Аква Аммин Карбонил	K[AuCl4] – тетрахлороаурат (III) калия Li[BF4] – тетрафтороборат (III) лития Na3[TlBr6] – гексабромоталлат (III) натрия K[AgI2] – дииодоаргентат (I) калия Na3[AlN2] – динитридоалюминат (III) натрия Na[BH4] – тетрагидридоборат (III) натрия H2[SO4] – тетраоксосульфат (VI) водорода (серная ки- слота) H2[SO5] или H2[SO3(O2)] – монопероксотриоксосульфат (VI) водорода (надсерная кислота) KFe[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (II) калия – железа (III) KFe[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (III) калия – железа (II) Na2S2O3 или Na2[SO3S] – моносульфидотриоксосульфат (VI) натрия (тиосульфат натрия) Na2[Ni(OCN)4] – тетрацианатоникколат (II) натрия K3[Fe(SCN)6] – гексатиоцианатоферрат (III) калия K3[Al(OH)6] – гексагидроксоалюминат (III) калия K2[Pb(CH3COO)4] – тетраацетатоплюмбат (II) калия H2[Zr(SO4)3] – трисульфатоцирконат (IV) водорода K4[Fe(C2O4)3] – триоксалатоферрат (II) калия Na3[Ag(S2O3)2] – дитиосульфатоаргентат (I) натрия K3[Ir(NO2)6] – гесанитритоиридат (III) калия K3[Ir(NO3)6] – гексанитратоиридат (III) калия [Fe(OH2)6]Cl3 – хлорид гексаакважелеза (III) [Cd(NH3)6](OH)2 – гидроксид гексаамминкадмия (II) [Fe(CO)5] – пентакарбонилжелезо

Комплексные катионы с лигандами – атомами водорода (ониевые катионы) имеют следующие названия:

H₂F⁺ – фтороний;

Н₃О⁺ – оксоний;

H₃S⁺ – сульфоний;

NH₄⁺ – аммоний;

PH₄⁺ – фосфоний;

AsH₄⁺ – арсоний.

Примеры названий различных комплексных соединений:

K₂[CeF₆] – гексафтороцерат (IV) калия;

Li₄[PuO₅] – пентаоксоплутонат (VI) лития;

K₃[NpO₅] – пентаоксонептунат (VII) калия;

Cs₃[La(OH)₆] – гексагидроксолантанат (III) цезия;

[Co(NH₃)₆][Cr(CN)₆] – гексацианохромат (III) гексаамминкобальта (III);

[Cr(NH₃)₆][Co(CN)₆] – гексацианокобальтат (III) гексаамминхрома (III);

K₂[HgI₄] – тетраиодогидраргират (II) калия;

Cs₃[EuCl₂Br(OH)₃] – тригидроксомонобромодихлороевропат (III) цезия;

NH₄[AuCl₄] – тетрахлороаурат (III) аммония;

K[Co(NH₃)₂(NO₂)₄] – тетранитритодиамминкобальтат (III) калия;

[Cr(NH₃)₆]Cl₃ – хлорид гексаамминхрома (III);

[Co(NH₃)₅Br]SO₄ – сульфат монобромопентаамминкобальта (III);

[Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]SO₄ – сульфат диакватетраамминмеди (II).