Složeni spojevi i njihovo značenje

Kompleksni spojevi (CS) igraju važnu ulogu u aktivnosti živih organizama. Oni se također široko koriste u industriji. Danas razmatramo njihovu raznolikost vrsta, primjenu i povijest istraživanja.

Uvod u kompleksne spojeve

Kompleksni spojevi su tvari koje nastaju kombinacijom liganda i kompleksirajućeg agensa. Igrajte ulogu čestica koje djeluju u interakciji mogu atomi i ioni. A. Werner je 1893. uveo u svijet teoriju složenih spojeva, koja se naziva i teorija koordinacije.

Prisutnost vanjske kugle i potpuna disocijacija u otopini vode u niske disocirajuće katione i anione karakteristične su za CS. Međutim, postoje neke vrste koje nemaju vanjsku sferu, koja im ne dopušta da se rastvore u vodi. Postoji ogromna količina policajca.

Vrste spojeva

Složeni spojevi podijeljeni su u tri glavne vrste:

1. Prvi tip, koji se razlikuje po kompleksnom naboju, uključuje kationske komplekse, u kojima su, oko pozitivnog iona, koordinirane neutralne molekule. Drugi tip je anionski kompleks u kojem pozitivno oksidirani atom djeluje kao kompleksirajuće sredstvo, a anioni jednostavnog ili složenog tipa su ligandi. Treći tip se naziva neutralni kompleks, nastao je zbog molekularne koordinacije oko atoma s neutralnim nabojem.
2. Ovisno o prirodi liganda, podijeljeni su na amonijake (amonijak - ligand), akvakompleksi (ligand - voda), hidroksompleksi (ligandi - hidroksidni ioni), kiseli kompleksi (ligandi - kiselinski ostaci), karbonili (ligandi - ugljične molekule druge valencije).
3. U skladu s položajem liganda su monodentat, bidentat i polidentat QS.

Povijesni podaci

Godine 1893. napravljen je prvi pokušaj da se iscrpno opiše struktura CS pomoću koordinacijske teorije Alfreda Wernera. Rad je obavljen prije nego se pojavila teorija valentnosti elektrona i uobičajeno kemijske reakcije prirode.

U svojoj teoriji Werner je tvrdio da spojevi anorganske prirode imaju jezgre sastavljene od atoma koji tvore kompleks. Atomi koji okružuju kompleksiranje nazivaju se koordinacijom. Oni su raspoređeni u skladu s oblikom jednostavnog poliedra. A. Werner je pretpostavio prisutnost veze tipa koordinacije u zajedničkom elektronskom paru, koji bi atomi ili molekule dali drugom paru. Međutim, izostanak postojanja takvih spojeva uzrokovao je nepovjerenje među kemičkom zajednicom. Kao rezultat toga, u sljedeća dva desetljeća, znanstvenik je pokušao stvoriti potrebne tvari koje bi potvrdile njegovu teoriju.

Werner je 1911. sintetizirao više od četrdeset molekula optičkog tipa, koje nisu sadržavale atome ugljika, što je u konačnici promijenilo mišljenje kemijskih znanstvenika o njegovoj teoriji.

Alfred Werner je 1913. godine nagrađen Nobelovom nagradom za postignuća na području kemije.

nomenklatura

Složeni spojevi imaju sustav za stvaranje vlastitih imena, koji se sastoji od pet točaka:

1. Prvi je izražen anion, zatim kation.
2. Kompleksni dio počinje s ligandom - anionom smještenim u unutrašnjoj sferi, a do kraja se dodaje s "o".
3. Monodentatni ligandi označeni su pomoću grčkog: mono, di, tri, tetra, penta, heks (1, 2, 3, 4, 5, 6). Pri radu s polidentatnim ligandima koriste se tris, bis, tetrakis i drugi.
4. Označavajući unutarnju sferu svojim komponentama, idite na vanjsku.
5. Sredstvo za kompleksiranje čestica s neutralnim kompleksom naznačeno je u nominativnom slučaju.

Informacije o strukturi

Složeni spojevi imaju unutarnju sferu koja se sastoji od niza iona ili molekula neutralne prirode, čvrsto spojenih na sredstvo za kompleksiranje. Zovu se ligandi. Unutarnja sfera može nositi tri tipa naboja: "+", "-" ili "0".

Vanjska koordinacijska sfera su ioni koji se ne nalaze u prostoru unutarnje sfere.

Veza između liganda i središnjeg iona može biti uzrokovana ili elektrostatičkim privlačenjem ili mehanizmom donor-akceptor.

Izomerizam u koordinacijskim spojevima glavni je statistički aspekt. Kada govorimo o izomerizmu, oni znače različite međusobne položaje u prostoru atoma ili sastojaka spoja, što će dovesti do promjene fizičkih i kemijskih svojstava odgovarajućeg spoja - izomera. CS izomerija je strukturna, optička i prostorna.

stereokemija

Složeni spojevi, zajedno s organska tvar Visokomolekularni spojevi sintetskog ili prirodnog podrijetla glavni su predmeti stereokemijskih istraživanja. A. Werner se smatra jednim od onih znanstvenika koji su dali razvoj cijelom području istraživanja i oživjeli neka područja kemijske aktivnosti. Stereokemija do danas ostaje referentna točka za koordinacijska kemijska istraživanja.

Neka svojstva i metode dobivanja

Dobivanje kompleksnih spojeva ima prilično širok raspon izbora, međutim, takvi se češće koriste:

1. Otapanje hidroksida u vodenoj otopini amonijaka koji se ne otapaju u vodi.
2. Interakcija amonijaka s metalnim solima sa svojstvima kompleksiranja; to su češće metali u sekundarnoj podskupini.
3. Interakcija cijanida ili rodanida s metalima ili solima.
4. Prostor je netopljiv u metalima H2O amfoternog tipa, odnosno njihovi oksidi ili hidroksidi u alkalnoj otopini.
5. Složene kiseline mogu se dobiti, na primjer, reakcijom zlata i vodene kiseline ili Au hidroksida s HCl.

Mnoga kvalitativna svojstva spojeva ovise o njihovim elektronskim svojstvima, tako da se boja CS može odrediti pomoću kompleksirajućeg agensa i liganda. Razdvajanje energije na d-orbitalu omogućuje elektronima da se pomaknu iz svojih _podzakonica d _xz , d _xy , d _zy na pod-razine s višim energetskim indeksom d _z ² ili d _z ² _{- y} ² . Ovaj fenomen prati apsorpcija kvanta svjetlosti. Veličina razlike između podijeljenih razina uzrokuje apsorpciju kvanta svjetlosti s rasponom valnih duljina različitih duljina, što daje određenu boju.

Složeni spojevi također imaju dva važna magnetska svojstva, prema kojima su klasificirani kao paramagnetski i diamagnetski. Paramagnetski kompleksi imaju svoje vlastite µ-momente i zbog toga ulaze u njih, ulazeći u vanjska elektromagnetska polja, u procesu interakcije. Dijamagnetski kompleks nema magnetski moment, pa se magnetsko polje žuri da ga izbaci. Svojstva paramagnetske prirode određena su prisutnošću elektrona koji nemaju svoj par.

Upotreba

Kompleksni tipovi spojeva igraju jednu od najvažnijih uloga u bilo kojem organizmu, na primjer, kisik uparen s krvnim hemoglobinom se kroz tijelo O2 dovodi do tkiva i stanica; Klorofil unutar biljaka također se smatra složenim.

Uporaba složenih spojeva široko se koristi u industriji. Uz pomoć kemijskih metoda koje uključuju formiranje KS, metali se ekstrahiraju iz rude. Primjeri uključuju čisto željezo, nikal i kobalt, koji se dobivaju toplinskom razgradnjom metalnih karbonila. Te složene tvari, koje se razgrađuju, ispuštaju potrebne metale.

Analitička kemija može koristiti COP kao pokazatelje. Zbog njih se organska i anorganska sinteza može ubrzati jer su svojstva katalizatora svojstvena njima zbog njihove visoke aktivnosti. Elektroformiranje također ne može bez kompleksnih spojeva, što je uzrokovano nemogućnošću dobivanja takvih pouzdanih prevlaka iz jednostavne soli, za razliku od cijanidnih spojeva.