Комплексообразователь - d-элемент

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Сложные соединения, в узлах кристаллической решетки которых находятся сложные частицы, способные к самостоятельному существованию при переходе вещества в расплавленное или растворенное состояние, называются комплексными соединениями

[Сu (NH₃)₄]SO₄ → [Сu (NH₃)₄]²⁺ + SO₄^2-

(Тетраамминосульфат Сu) внутренняя и внешняя сферы

Внутренняя сфера – комплекс (в квадратных скобках):

а) Анионный [Zn (CN)₄]^2- б) Катионный [Сu (NH₃)₄]²⁺

в) Нейтральный [Pt (NH₃)₂ Cl₂] (не имеет внешней сферы)

Состав комплекса: Комплексообразователь (катион или атом) и Лиганды (анионы или молекулы)

Лиганды:

• простые анионы (OH^-,F^-,Cl^-, Br ^-,S^2-),

сложные анионы (CN^-, NCS ^-, NO₂^-),

нейтральные молекулы Н₂O, NH₃, CO, H₂NCH₂CH₂NH₂ (En)

• монодентантные, бидентантные (по числу занимаемых орбиталей комплексообразователя)

Координационное число (к.ч.) – количество лигандов, координируемых комплексообразователем

Химическая связь в комплексных соединениях

Между внешней и внутренней сферой – электростатическое ион-ионное взаимодействие

Между комплексообразователем и лигандами – ковалентная связь по донорно-акцепторному механизму

Теория валентных связей (ВС)

Между комплексообразователем и лигандами возникают ковалентные связи, образованные по донорно-акцепторному механизму.

донор – лиганд (поставщик пары электронов) акцептор – комплексообразователь (наличие свободных АО)

Все вакантные орбитали комплексообразователя, принимающие участие в образовании связи, одинаковы по энергии и по форме т.е. они гибридизованы.

Комплекс [AlBr₄] ^

Атом Аl …3 s ²3 р ¹

комплексообразователь Al³⁺:

...3 s ⁰3 p ⁰

:Br^:Br^:Br^:Br^

:Br^

неподеленные пары электронов лиганда

sp ³ -гибридизация орбиталей => Строение комплексного иона - тетраэдр

Комплексообразователь - d-элемент

орбитали лигандов, внедряясь в электронную оболочку комплексообразователя, оказывают влияние на состояние электронов на d - орбиталях.

Неспаренные электроны, испытывая отталкивание от электронных пар лигандов, могут спариваться, переходя на более дальние от лигандов d- орбитали центрального атома.

· Лиганд сильного поля (электроны на d-подуровне комплексообразователя максимально спариваются)

· Лиганд слабого поля (спаривание электронов на d-подуровне комплексообразователя не происходит)

Для 4 d -и 5d-элементов – все лиганды сильного поля

Для 3 d -элементов - спектрохимический ряд лигандов

I^<Br^<Cl^<ОН^<F^<H₂O<NCS^<NH₃<En<NO₂^<CN^<CO

(в порядке возрастания силы поля)

Но границы между сильным и слабым полями лигандов провести сложно.

[MnF₆]^2-лиганд F^ -слабое поле;[NiF₆]^2-лиганд F^ - сильное поле

 

Комплекс [Fe(CN)₆]^3-

Комплексообразователь Fe³⁺:… 3d⁵4s⁰.

Лиганды CN^¯ - лиганды сильного поля,

:CN^-:CN^- :CN^- :CN^-:CN^-:CN^-

Fe⁺³

 

3 d 4 s 4 p

d²sp³-гибридизация орбиталей

 

структура - октаэдр, комплекс- внутриорбитальный,

парамагнитный, т.к. есть один неспаренный электрон

 

Тип гибридизации и структура комплексов

 

К.ч.	комплек- сообра-зователь	лиганды	Гибридизация орбиталей	Структура комплекса
	любой		sp	линейная
	3 d -элемент	слабого поля	d3s, d2sp, sp3	тетраэдр
	3 d -элемент	сильного поля	dsp2	Плоский квадрат
	4 d, 5 d -элемент	Все сильного поля	dsp2	Плоский квадрат
	любой		d2sp3, sp3d2, dsp3d	октаэдр