§ Х.3. НОМЕНКЛАТУРА И КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Номенклатура комплексных соединений.

В соответствии с правилами в названия комплексов входят названия как лигандов, так и комплексообразователей, причем вначале указываются лиганды (в алфавитном порядке), а затем комплексообразователи. К анионным лигандам добавляют окончание -о (например, — карбонато; — циано; — азидо; — гидроксо), нейтральные лиганды имеют те же названия, что и молекулы, за исключением (акво), (аммин), (карбонил). Названия комплексных анионов содержат суффикс -ат (например, феррат, никелат, хромат). Число лигандов в комплексе обозначают граческими приставками (ди, три, тетра, пента, гекса и т.д.). Степень окисления металла в комплексе указывается в скобках после названия комплекса. Если металл образует ион с одной степенью окисления, то она в название комплекса может не входить. Приведем некоторые примеры названий комплексных соединений: — дихлорид

(кликните для просмотра скана)

тетрааммин цинка; калия; натрия; калия; дихлорид пентаамминохлороко-бальта (III).

Комплексные соединения очень разнообразны по строению и свойствам. Системы их классификации основываются на различных принципах. Одна из соовременных систем классификации делит их на четыре класса: 1 — комплексные соединения, содержащие молекулярные монодентатные лиганды; 2 — комплексные соединения, содержащие ионные лиганды; 3 — циклические комплексные соединения; 4 — многоядерные комплексные соединения.

1. Комплексные соединения, содержащие молекулярные монодентатные лиганды.

К ним отосятся такие широко распространенные комплексные соединения, как аммиакаты, аквокомплексы, карбонилы металлов.

Аквокомплексами, или гидратами, называют комплексные соединения, в которых лигандами являются молекулы воды, например . В водных растворах каждый ион гидратирован и представляет собой аквокомплекс преимущественно переменного состава. При кристаллизации некоторые из этих комплексов удерживают определенное число молекул воды, образуя кристаллогидраты, например

Аммиакатами называют комплексные соединения, в которых лигандами являются молекулы аммиака, например

Карбонилами металлов называют комплексные соединения, в которых лигандами служат молекулы оксида углерода, например

2. Комплексные соединения, содержащие ионные лиганды.

Такие комплексные соединения могут содержать в качестве лигандов анионы каких-либо кислот. Их называют ацидокомплексами. В качестве лигандов в ацидокомплексах могут быть следующие анионы: и др. К ацидокомплексам относятся также соединения, называемые двойными солями, например Двойные соли можно рассматривать как соединения, в узлах кристаллических решеток которых находятся одинаковые анионы, но разные катионы. Химические связи в этих соединениях носят преимущественно ионный характер и поэтому в водных растворах они распадаются на отдельные ионы.

К числу ионных лигандов относится также и гидроксид-ион (гидроксокомплексы).

3. Циклические комплексные соединения.

К наиболее важным циклическим комплексным соединениям относятся хелаты или клешнеобразные соединения, в которых центральный атом и полидентатный лиганд образуют цикл. Например, в реакции

гидроксида меди (II) с аминоуксусной кислотой образуется нейтральный комплекс — глицинат меди:

Каждая молекула глицина использует обе функциональные группы. Одна группа может связываться с центральным атомом через азот аминогруппы по донорно-акцепторному механизму, вторая — через кислород карбоксильной группы обычной ковалентной связью. Комплексообразователь при этом оказывается как бы втянутым внутрь лиганда, охвачен связями наподобие клешней рака. Отсюда и происходит название хелат (клешни рака).

Широко применяются циклические комплексные соединения на основе этилендиаминтетрауксусной кислоты и других аминополикарбоновых кислот, называемых комплексонами. Они образуют прочные соединения с большинством катионов. Поэтому комплексоны используют в аналитической химии для определения содержания металлов в различных материалах (метод анализа называется комплексонометрией), а также для определения жесткости воды. Применение комплексонов для очистки воды и растворения накипи в парогенераторах, а также для удаления продуктов коррозии позволило почти полностью заменить малоэффективные, трудоемкие механические методы высокопроизводительными и надежными химическими методами.

4. Многоядерные комплексные соединения.

Распространены комплексные соединения, в которых два или несколько комплексообразователей соединены посредством лигандов. Например, в двухъядерном комплексном соединении два иона (комплексообразователь) связаны посредством группы Такая связующая группа называется мостиковой. В качестве мостиковых групп могут выступать все полидентатные лиганды (за исключением лигандов, образующих комплексоны), а также монодентатные лиганды, обладающие неподеленными электронными парами: ионы и др. К многоядерным комплексным соединениям относятся изополикислоты, гетерополикислоты и их соли. Кислоты, в состав которых входят ядра одного и того же элемента, называются изополикислотами, например

—двухромовая кислота, — полиметакремниевая кислота. Кислоты, в состав которых входят ядра различных элементов, называют гетерополикислотами, например — фосфорномолибденовая кислота. Молекулы гетерополикислот удерживают до 30 молекул связанной воды, например