Комплексные соединения. Состав и строение, исходя из теории лигандообменных равновесий А. Вернера

Соединения первого порядка способны вступать в дальнейшее взаимодействие с образованием более сложных соединений уже высшего порядка – комплексные соединения.

Комплексные соединения – вещества молекулы, которых состоят из иона(центральный атом) непосредственно связанного с определенным числом других молекул(лиганды).

Строение комплексных соединений - 1893г. Вернер

Координационная теория Вернера:

Комплексные соединения характеризуются наличием центрального иона(комплексообразователь), который окружен определенным числом других частиц(лиганды)

внутренняя сфера [МL_n]X_m - внешняя сфера

[Fe³⁺(CN)₆]^{-3 - заряд внутренней сферы} _{координационное число(n)}

_{центральный ион(М) лиганд(L)}

Число лигандов определяется координационным числом(n). n – как правило в 2раза больше заряда комплексообразователя.

Центральный ион с окружающими его лигандами образует внутреннюю сферу комплекса.

Заряд внутренней сферы комплекса определяется алгебраической суммой зарядов комплексообразователя и лигандов.

Центральный атом координирует лиганды, геометрически правильно располагая их в пространстве – координационное комплексное соединение.

К внутренней сфере комплекса присоединяется определенное число противоположно заряженных частиц, которые составляют внешнюю сферу комплексного соединения.

У ряда комплексов внешняя сфера отсутствует – нейтральные комплексы.

 

47. Природа химической связи в комплексных соединениях. Примеры sp, sp³, dsp², d²sp³ гибридизация атомных орбиталей у комплексообразователя. Внешне- и внутриорбитальные комплексы. Структура комплексов в зависимости от типа гибридизации комплексообразователя.

 

Объяснение образования химической связи в комплексных соединениях дают методом валентных связей. Исходя из лигандов, валентные связи предполагается, что между лигандами и комплексообразователем образуется донорно-акцепторная связь за счет не поделенных электронных пар лигандов.

Лиганды дающие пару электронов на образование связи – доноры.

Центральный ион на орбиталях, которого располагаются электронные пары – акцептор.

При координационном числе =2 комплексообразователь представляет sp – гибридные орбитали, комплексы при этом имеют линейное строение.

Сu[(NH₃)₂]Cl sp – гибридизация

₊₂₉Cu⁰: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹

₊₂₉Cu⁺¹: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s⁰ акцептор

NH₃, NH₃ – доноры

Если координационное число в комплексном соединении =4, то комплексообразователь представляет sp³- гибридные орбитали, тетраэдрическое строение.

₊₂₉Cu⁺²: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹4s⁰ - акцептор

NH₃, NH₃, NH₃, NH₃ – доноры

sp³- гибридизация

Комплексы могут иметь одинаковое координационное число, но будут иметь различный тип гибридизации в зависимости от поляризующего действия лигандов.

Комплексы, в которых лиганды располагаются на внешних орбиталях комплексообразователя – внешнеорбитальные комплексы(они парамагнитны, т.к. имеют не спаренные электроны на предвнешнем уровне).

Пример соединения d²sp³ – гибридизации: [Fe⁺²(CN)₆]^4-

Fe⁺²: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s⁰ акцептор

CN, CN, CN, CN, CN, CN – доноры

Внутриорбитальные комплексы (диамагнитны, т.е. все электроны на предвнешнем уровне спарены)