Составные части координационного соединения

КООРДИНАЦИОННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Существует много определений понятия “координационное соединение” или “комплексное соединение”. Однако, нет общепринятой формулировки. Это связано с тем, что процесс комплексообразования является сложным процессом образования более сложных систем из систем, которые способны существовать независимо друг от друга.

Комплексообразование - это взаимная координация взаимодействующих частиц. Взаимодействие может быть как электростатическое, так и донорно-акцепторное.

Например: NiCl₂ + 6NH₃ = [Ni(NH₃)₆]Cl₂

Комплексообразователь (центральный ион) – обычно положительно заряженный ион, занимает центральное место, имеет вакантные валентные орбитали, чтобы принять на них электроны, является акцептором электронов. Это могут быть ионы металлов (Al, Fe), чаще переходных (d-) металлов (Co, Ni, Cu), и неметаллов B, Si, I.

Лиганды (адденды) - доноры электронов. Лигандами могут быть нейтральные молекулы неорганических соединений, имеющие неподеленные пары электронов ( NH₃, H₂O ); отрицательно заряженные ионы (F^-, Cl^-, CN^-); молекулы органических соединений (NH₂-CH₂-CH₂-NH₂- этилендиамин).

Например:K₂[PtCl₆], [Cu(NH₃)₄]SO₄, H₂[SiF₆], Na₃[AlF₆], K[I(I₂)], Na₃[Co(NO₂)₆].

Внутренняя сфера координационного соединения выделяется квадратными скобками, в нее входят комплексообразователь и лиганды.

Внешняя сфера координационного соединения образуется положительно или отрицательно заряженными ионами, которые находятся на более далеком расстоянии от иона комплексообразователя.

Для координационного соединения K₂[PtCl₆]: катионы калия находятся во внешней сфере, внутренняя сфера выделена квадратной скобкой, платина с зарядом (+4) является центральным ионом или комплексообразователем, хлорид-ионы Cl^- являются лигандами, координационное число платины в этом соединении равно 6.

Комплексный ион этого соединения [PtCl₆]^2- имеет донорно-акцепторную химическую связь, которая образована за счет электронов лиганда и свободных валентных орбиталей комплексообразователя.

В молекуле координационного соединения комплексообразователь имеет число координационных химических связей больше, чем его степень окисления.

Между комплексным ионом и ионами внешней сферы - ионная связь за счет электростатического притяжения катиона и аниона.

Координационное число (к.ч.) комплексообразователя (или побочная валентность) или число координационных химических связей внутри комплексного иона, которые направлены к точно фиксированным положениям в пространстве.

Координационное число определяется числом вакантных валентных орбиталей центрального иона. Каждый атом (ион) стремится окружить себя другими атомами или атомными группами и это называется координацией.

Например:Атом бериллия Beимеет электронную формулу 1S² 2S². Ион бериллия Be²⁺имеет электронную формулу 1S² 2S⁰ и четыре свободные валентные (2s 2р) орбитали. Следовательно, координационное число иона бериллия равно четырем. Если ион бериллия взаимодействует с гидроксидом

натрия, то каждая свободная орбиталь Be²⁺может принять по одной паре электронов от гидроксидной группы (:OH^-), образуя комплексный ион:

Be²⁺ + 4OH^- = [Be(OH)₄]^2-

Координационное число комплексообразователя определяется следующими факторами: природой и свойствами комплексообразователя (радиусом центрального иона, его зарядом, типом электронной валентной орбитали, типом гибридизации орбиталей), природой лиганда и их числом. Эти же факторы влияют на геометрию координационных соединений.

Известна следующая зависимость координационного числа комплексообразователя от степени окисления комплексообразователя:

С.о.	К.ч.	Пример комплексного иона	Геометрия комплексного иона
		[Ag(CN)₂]^-	Линейная
	3 (реже)	[Cu(NH₃)₄]²⁺ [BF₄]^- [PtCl₄]^2- [SnCl₃]^- [HgI₃]^-	Тетраэдр Тетраэдр Плоский квадрат Пирамида Плоский треугольник
3,4	6 (5)	[Cr(H₂O)₆]³⁺	Октаэдр

Дентатность лиганда - это число связей, которыми может присоединиться один лиганд к комплексообразователю, или число мест, которые может занять один лиганд в координационной сфере центрального иона. Дентатность лиганда зависит: от природы лиганда, от природы комплексообразователя, от условий выполнения реакции.