Министерство здравоохранения Российской Федерации

Российский государственный медицинский университет

В.В.Теплов

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Учебное пособие

Москва 2003

Министерство здравоохранения Российской Федерации

Российский государственный медицинский университет

В.В.Теплов

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Учебное пособие

Рекомендуется Учебно-методическим обьединением по медицинскому

и фармацевтическому образованию вузов России в качестве учебного

пособия для студентов, обучающихся на медико-биологических

факультетах медицинских вузов

Москва 2003

УДК 546(075.8)

В.В.Теплов Комплексные соединения.

Учебное пособие.-М.,РГМУ, 2003, 160с. с илл.

Рецензенты:

академик РАЕН, проф. С.В. Мещеряков (РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина)

проф. А.П.Каплун (Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова)

Автор благодарен проф. МещеряковуС.В. и проф. Каплуну А.П., а также доценту кафедры неорганической химии МГАТХТ им. М.В.Ломоносова Кудряшовой З.А. за ряд ценнных замечаний, сделанных ими при просмотре рукописи. Особую благодарность автор выражает проф. Захарченко В.Н. за постоянное внимание к работе автора над этой книгой.

ISBN 5-88458-115-7

© Российский государственный медицинский университет, 2003

Введение

Значение координационных (комплексных) соединений во всех отраслях химии как прикладного, так и теоретического характера всё время возрастает. Это вполне понятно, если учесть, что большинство известных нам соединений можно отнести к классу координационных. Многообразие координационных соединений поистине безгранично - от иона аммония до полиядерных комплексов и сложных металлоорганических соединений. Особое значение химия координационных соединений приобретает при изучении и исследовании металлоферментов и других биологически важных соединений, функционирование которых связано с присутствием металлов. Процессы, регулируемые ионами металлов, пронизывают все науки о жизни. Важнейшие

процессы, благодаря которым существует сама жизнь, протекают с участием координационных соединений. Это, например, процессы фотосинтеза с участием хлорофилла - разложение углекислого газа с выделением кислорода. Невозможен без участия координационных соединений процесс фиксации азота из воздуха, благодаря которому азот переходит в формы, которые могут усваиваться живыми организмами.

Ионы железа, магния, марганца, меди, молибдена, цинка входят в состав ферментов, катализирующих такие реакции, как перенос групп, окислительно-восстановительные или гидролитические процессы. Так, ионы железа являются кофакторами цитохромоксидазы, каталазы и пероксидазы; ионы цинка – карбоангидразы, ДНК-полимеразы, алкогольдегидрогеназы; ионы магния – гексокиназы, глюкозо-6-фосфатазы и т.д.

Ионы других металлов, хотя находятся в значительно меньших количествах, координационно связаны с различными биологически важными соединениями, имеющими большое биологическое значение.

Поэтому изучение химии координационных соединений чрезвычайно важно для понимания процессов, проходящих в живом организме.

Глава 1. Основные положения координационной теории

1.1. Определение комплексных соединений

Основатель координационной теории строения комплексных соединений А.Вернер делил все химические соединения на соединения первого порядка, построенные согласно классической теории валентности (простые или атомные соединения типа HCl, H₂O, NH₃, CH₄, CoCl₃) и соединения высшего порядка (или молекулярные). Соединения высшего порядка, согласно А. Вернеру, представляют собой продукты сочетания соединений первого порядка, например:

NH₃ + HCl = [NH₄]Cl.

KF + BF₃ = K[BF₄].

AgCl + 2NH₃ = [Ag(NH₃)₂] Cl.

CrCl₃ + 6H₂O = [Cr( H₂O)₆] Cl₃.

Fe(CN)₃ + 3KCN = K₃[Fe(CN)₆].

Молекулярные соединения (соединения высшего порядка) называются комплексными или координационными соединениями.

Различить комплексные и простые соединения иногда очень трудно. В зависимости от условий одно и то же соединение можно рассматривать и как простое, и как комплексное. Так, галогениды щелочных и щелочно-земельных металлов, которые в газообразном состоянии существуют в виде отдельных молекул, в твёрдом состоянии ассоциированы. В растворе эти соединения диссоциируют на простые ионы. Хлорид натрия в кристаллическом состоянии следует рассматривать как высокомолекулярное комплексное соединение (NaCl)n. Вода в парообразном состоянии отвечает формуле H₂O, а в жидком состоянии - формуле (H₂O)n. И с точки зрения химической связи различие между простыми и комплексными частицами обычно отсутствует.

Из-за огромного разнообразия комплексных соединений и их характерных свойств чёткого определения «комплексное соединение» не существует. Но поскольку в лабораторной практике химики чаще всего имеют дело с соединениями в твёрдом или растворённом состояниях, то комплексными или координацион-

ными соединениями принято называть соединения, в узлах кристаллической решётки которых находятся комплексы, способные к самостоятельному существованию в растворе.