Строение комплексных соединений

1. В молекулах любого комплексного соединения один из атомов или ионов занимает пространственно центральное место и называется «центральный ион» или «ион-комплексообразователь».

Чаще всего это d – элементы (Ag⁺, Hg²⁺, Cr³⁺, Mn⁴⁺, …).

Реже р – элементы (В³⁺, Sn⁴⁺, As⁵⁺, Te⁶⁺, J⁷⁺, …).

Для s – элементов комплексообразующая способность мало характерна и подобные соединения существуют в основном в растворе.

Из отрицательно заряженных элементов - комплексообразователей следует отметить прежде всего N^-3, S^-2, J^-.

2. Вокруг центрального иона в некоторой близости расположено определённое число ионов с противоположным зарядом или нейтральных молекул. Эти частицы непосредственно присоединяются к центральному иону и называются «лиганды» или «адденды».

Это могут быть:

а) нейтральные молекулы: H₂O, NH₃, CO, NO;

б) ионы с зарядом -1: OH ^-, F ^-, CN ^-, CNS ^-, NO₂^-;

в) ионы с зарядом -2: SO₄^2-, CO₃^2-, S₂O₃^2-, C₂O₄^2-.

3. Центральный ион и лиганды образуют «внутреннюю координационную сферу» (или «комплексный ион»); ионы, не вошедшие туда, называются «внешняя сфера».

Например:

внешняя внутренняя

сфера координационная сфера

4. Ёмкость внутренней сферы ограничена и характеризуется «координационным числом». Координационное число зависит от заряда и радиуса центрального иона, иногда от размера лигандов и может быть различным для некоторых элементов. В зависимости от того, сколько пар электронов может отдать лиганд на связь с центральным атомом и соответственно сколько координационных мест он занимает, лиганды бывают:

а) «монодентатные» - занимают одно координационное место; это или нейтральные молекулы (H₂O, NH₃, CO, NO);

или ионы с зарядом -1: (OH ^-, F ^-, CN ^-,…).

б) «бидентатные» - занимают два координационных места (SO₄^2-, CO₃^2-,…);

в) «полидентатные» - занимают три и более координационных места (комплексоны ЭДТУ, ЭДТА, …).

Как правило, определённые значения координационных чисел связаны с геометрической конфигурацией комплексного иона:

координационное число = 2 (Ag⁺, Cu⁺) – линейное строение;

координационное число = 3 (Mg²⁺) – плоский треугольник;

координационное число = 4 (Cu²⁺, В³⁺, Zn²⁺) – тетраэдр;

координационное число = 6 (Fe²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, Cr³⁺, Mn⁴⁺, Sb⁵⁺) – октаэдр.

Реже встречаются комплексы со значениями координационного числа = 8 (Ca²⁺, Mg²⁺,…) и координационного числа = 12 (K⁺, Rb⁺, …).