9

ЛЕКЦИЯ 6

Реакции комплексообразования в аналитической химии

ПЛАН

6.1 Комплексные соединения, их строение и классификация

6.2 Металлолигандное равновесие в водном растворе

6.3 Металлолигандный гомеостаз и способы его коррекции

6.4 Применение реакций комплексообразования в аналитической химии.

6.1 Комплексные соединения, их строение и классификация

Свойства комплексных соединений (устойчивость, интенсивная окраска, малая растворимость, летучесть и др.) широко используют для получения информации о качественном и количественном составах пробы. Они лежат в основе многих химических и физических методов анализа.

Комплексными (КС) называют соединения, в узлах кристаллической решётки которых находятся сложные частицы – комплексные ионы, состоящие из центрального атома и окружающих его молекул или ионов.

КС имеет внутреннюю координационную сферу, состоящую из комплексообразователя и лигандов, и внешнюю координационную сферу.

K₃[Fe(CN)₆]

Ионы внешней лиганды

сферы Комплексооб-

разователь

Теория комплексных соединений разработана А.Вернером. Основателем русской химической школы комплексных соединений является Л.А.Чугаев. По Вернеру:

1. Все атомы могут образовывать ограниченное число связей, которое зависит от числа неспаренных электронов на внешнем слое.

2. Могут образовываться дополнительные связи за счёт донорно-акцепторного взаимодействия.

Важнейшей характеристикой комплексообразователя является его координационное число (к.ч.). Координационное число – это число ковалентных связей, образованных комплексообразователем с лигандами . Наблюдается некоторая взаимосвязь между к.ч. и степенью окисления комплексообразователя:

СО (Ме) к.ч.

+ 1 2

+2 4, 6

+3 4, 6

+ 4 6, 8

Обычно в роли комплексообразователей выступают металлы:

s- p- d-

увеличение комплексообразующей способности

реже неметаллы: Si, P, S и др.

К.Ч. комплексообразователя определяет геометрию (конфигурацию) комплекса.

Таблица 1

Зависимость конфигурации КС от к.ч. комплексообразователя

Координационное число	Конфигурация	Примеры
2	Линейная	[Ag(NH3)2]^+ [Ag(CN)2]^2‾
4	Тетраэдрическая Квадратно-плоскостная	[Zn(OH)4]^2‾ [AuCl4]‾
6	Октаэдрическая	[Co(CN)6]^3‾ [Co(NH3)6]^3+

В роли лигандов выступают молекулы и ионы.

Важной характеристикой лиганда является его дентантность, т.е. число ковалентных связей, образованных лигандом с комплексообразователем.

Различают:

а) монодентантные лиганды:

• молекулы: CO, NH₃, H₂O, NO

• анионы: OH‾, F‾, Cl‾, Br‾, NO₂‾, CN‾

• катионы: NH₂NH₃⁺ (гидразиниум-катион)

б) бидентантные лиганды:

• анионы: SO₄²‾, SO₃²‾, S₂O₃²‾, C₂O₄²‾

• молекулы органических соединений: аминокислот, аминов

(NH₂–CH₂–CH₂–NH₂) – этилендиамин

в) полидентантные лиганды:

• комплексоны (полиаминокарбоновые кислоты и их соли):