Внутрикомплексные соединения

 

При взаимодействии би- и полидентатных лигандов с комплексообразователем возникают циклические, или хелатные (клешневидные) комплексные соединения. Би- и полидентатные лиганды связываются с комплексообразо­вателем несколькими связями и захватывают комплексообразователь подобно клешням рака. В этих комплексах символом Me

 

 

обозначен ион металла, а стрелкой - связь, образованная по донорно-акцепторному механизму. Примерами таких комплексных соединений служат оксалатные комплексы марганца (III) [Мn(С₂О₄)₃]^3- и железа (III) [Fe(C₂O₄)₃]^3-, этилендиаминовый комплекс платины (IV) - [Pten₃]⁴⁺.

К хелатным комплексам относят также внутрикомп­лексные соединения. В этих соединениях комплексообразователь образует связь с лигандами одновременно двумя способами: как за счет неспаренных электронов, так и по донорно-акцепторному механизму. Простейшим примером такого соединения является глицинат меди (соль аминоуксусной кислоты, или глицина НООС - СН₂ - NH₂):

 

 

Комплексообразователь как бы втянут внутрь лиганда, откуда и произошло название соединений этого класса.

Наиболее склонны к образованию внутрикомплексных соединений органические вещества, одновременно содер­жащие в молекулах кислотные и основные группы (кар­боксильная группа-СООН; сульфогруппа-SО₂ОН; первич­ная aминогруппа – NH₂; вторичная аминогруппа = NH, тре­тичная аминогруппа ≡ N, гидроксильная группа - ОН, карбонильная группа = СО). Карбоксильные группы и сульфогруппы образуют связи за счет неспаренных элек­тронов, а гидроксильные, карбонильные и аминогруппы - за счет донорно-акценторного механизма через кислород или азот. Образование внутрикомплексных соединений характерно для аминополикарбоновых кислот и их анало­гов, выступающих в качестве лигандов. Эти лиганды называются комплексонами. Например, широкое примене­ние получила динатриевая соль этилендиамин-тетрауксусной кислоты (ЭДТА, или комплексен III, торговое на­звание - трилон Б):

 

 

При взаимодействии катионов металлов с трилоном Б образуются внутрикомплексные соединения:

 

 

Внутрикомплексные соединения характеризуются прочностью, так как комплексообразователь в них как бы «блокирован» циклическим лигандом. Комплексоны настолько прочно связывают катионы металлов, что при их добавлении растворяются сульфаты каль­ция и бария, которые, как известно, плохо растворяют­ся в воде.