Презентация "Комплексные соединения"


Подписи к слайдам:
Комплексные соединения

Комплексные соединения

  • Содержание
  • Проблемный подход к изучению комплексных соединений
  • Исторические предпосылки возникновения
  • координационной теории
  • Координационная теория А.Вернера
  • Основы номенклатуры комплексных соединений
  • Строение комплексных соединений
  • Растворы комплексных соединений
  • Хелатные комплексы
  • Альфред Вернер
  • Na3[Co(NO2)6]
  • K3[Fe(CN)6]
  • [Cu(NH3)4]2+

Проблема «дополнительных валентностей»

  • CuSO4.4NH3 – Андрей Либавий, 1597 г.
  • AgCl.2NH3 – И. Глаубер, 1648 г.
  • CoCl3.6NH3 – Тассер, 1798 г.
  • 1704 г. Дисбах – получил берлинскую лазурь KCN.Fe(CN)2.Fe(CN)3
  • 1749-1753 гг. Пьер Жозеф Макер получил красную кровяную соль.

Двойная соль или комплексное соединение?

  • KCr(SO4)2∙ 12H2O – хромокалиевые квасцы
  • KCr(SO4)2∙ 12H2O =
  • = K+ + Cr3+ + 2SO42- + 12H2O
  • Fe(CN)3.3KCN = 3K+ + Fe3+ + 6CN-
  • Красная кровяная соль
  • не определяются в растворе

Теория Бломстранда - Иёргенсона

  • К. В. Бломстранд (1826-1897),
  • профессор университета в Лунде,
  • 1869 г. «Современная химия»
  • NH4Cl H-NH3-Cl
  • Pt
  • NH3
  • NH3
  • NH3
  • NH3
  • Cl
  • Cl
  • PtCl2.4NH3
  • Co
  • NH3
  • NH3
  • NH3
  • NH3
  • Cl
  • Cl
  • CoCl2. 6NH3
  • NH3
  • NH3
  • 1879 г., Вюрц
  • SO4Cu
  • H2O
  • H2O
  • H2O
  • H2O
  • H2O
  • CuSO4.5H2O
  • Софус Иёргенсон (1837-1914),
  • профессор Копенгагенского ун-та,
  • основатель датской школы химиков,
  • 1902 г. «Основы химии»

Главная и побочная валентности

  • PtCl4.2NH3
  • Pt
  • Cl
  • Cl
  • Cl
  • Cl
  • NH3
  • NH3
  • Главная валентность соответствует обычной валентности элемента,
  • закономерности которой находят отражение в ПСХЭ
  • Побочная валентность – дополнительная, остаточная валентность,
  • которую атомы проявляют после насыщения главной
  • [Pt(NH3)2Cl4]

Миф о «главной» и «побочной» валентностях

Строение комплексного соединения

  • K3 [Fe(CN)6]
  • Ион-
  • Комплексо-
  • образователь
  • Лиганды
  • Координационное
  • число
  • Внутренняя сфера
  • Внешняя
  • сфера
  • [Cu(NH3)4]Cl2
  • Внутренняя сфера
  • Внешняя
  • сфера

Номенклатура комплексных соединений

  • K3 [Fe(CN)6]
  • Гексацианоферрат(III) калия
  • [Cu(NH3)4]Cl2
  • Хлорид тетраамминмеди(II)
  • +3
  • +2
  • Порядок перечисления лиганд:
  • Анионные: H-, O2-, OH-, простые анионы, многоатомные анионы,
  • органические в алфавитном порядке
  • Нейтральные: NH3, H2O и т.д.
  • Катионные: N2H5+ и т.д.
  • H2O – аква
  • NH3 – аммин
  • Cl- – хлоро-
  • NO2- - нитро
  • CN- - циано-
  • SCN- - родано-
  • - -о
  • + -иум
  • 1 – моно
  • 2 – ди
  • 3 – три
  • 4 – тетра
  • 5 – пента
  • 6 – гекса

Упражнение 1

  • Первое основание Рейзе [Pt(NH3)4](OH)2
  • Соль Чугаева [Pt(NH3)5Cl]Cl3
  • Соль Цейзе K[PtCl3C2H4]
  • Пурпуреосоль [Co(NH3)5Cl]Cl2
  • Кроцеосоль [Co(NH3)4(NO2)2]Cl

Упражнение 2

  • Гексанитрокобальтат(III) натрия
  • Na3[Co(NO2)6]
  • Гидроксид диаммминсеребра(I)
  • [Ag(NH3)2]OH реактив Толленса
  • Тетраиодомеркурат(II) калия
  • K2[HgI4] реактив Несслера
  • Тетрароданомеркурат(II) аммония
  • (NH4)2[Hg(SCN)4]

Вернер подтверждает Вернера

  • 1893-4 гг. не были периодом
  • утверждения теории.
  • Вернер 20 лет
  • не оставлял лаборатории
  • Для установления состава соединений
  • Вернер использовал:
  • Химический метод
  • Измерение электропроводности
  • Химический метод
  • При действии AgNO3
  • на 1 моль CrCl3. 6NH3  осаждается 3 моль Cl-
  • [Cr(NH3)6]Cl3
  • на 1 моль CrCl3. 5NH3  осаждается 2 моль Cl-
  • [Cr(NH3)5Cl]Cl2
  • на 1 моль CrCl3. 4NH3  осаждается 1 моль Cl-
  • [Cr(NH3)4Cl2]Cl

Ряды Вернера - Миолати

  • 1 [Pt(NH3)6]Cl4
  • 2 [Pt(NH3)5Cl]Cl3
  • 3 [Pt(NH3)4Cl2]Cl2
  • 4 [Pt(NH3)3Cl3]Cl
  • 5 [Pt(NH3)2Cl4]
  • 6 K[Pt(NH3)Cl5]
  • 7 K2[PtCl6]
  • Диаграмма молярной электропроводности соединений
  • , Ом-1.см2.моль-1
  • В 1893 г. А.Вернер совместно с А. Миолати, используя метод
  • измерения молярной электропроводности установили
  • закономерности ее изменения в ряду комплексных соединений.
  • В основе метода – способность электролитов проводить эл. ток
  • в зависимости от наличия свободных ионов в растворе

Изомерия комплексов

  • PtCl2.2NH3
  • Pt
  • Pt
  • Cl
  • Cl
  • Cl
  • Cl
  • NH3
  • NH3
  • NH3
  • NH3
  • Соль Пейроне
  • Хлорид второго основания Рейзе
  • Противоопухолевая активность!
  • 1844 г. М. Пейроне
  • [Pt(NH3)2Cl2]
  • Цис-изомер
  • Транс-изомер
  • Оранжево-желтый
  • Светло-желтый

Механизм образования комплексного иона

  • [Al(OH)4]-

Комплексные соединения в растворах

  • Первичная диссоциация комплексных соединений
  • K3[Fe(CN)6] = 3K+ + [Fe(CN)6]3-
  • [Cu(NH3)4]SO4 = [Cu(NH3)4]2+ + SO42-
  • [Ag(NH3)2]Cl = [Ag(NH3)2]+ + Cl-

Вторичная диссоциация комплексов

  • [Ag(NH3)2]+ [Ag(NH3)]+ + NH3
  • [Ag(NH3)]+ Ag+ + NH3
  • [Ag+] [NH3]2
  • KH = = 9,3.10-8
  • [ [Ag(NH3)2]+ ]
  • Диссоциация комплексов (или реакции обмена лигандов на молекулы растворителя) количественно характеризуется константами нестойкости комплексов Kн .
  • [Ag(NH3)2]+ Ag+ + 2NH3

Константы нестойкости некоторых комплексов

  • Комплексный ион
  • Константа нестойкости
  • [Fe(CN)6]3-
  • 1,0 . 10–31
  • [Fe(CN)6]4-
  • 1,0 . 10–36
  • [Co(NH3)6]2+
  • 7,75 . 10–6
  • [Ag(NH3)2]+
  • 9,31 . 10–8
  • [Cu(NH3)4]2+
  • 2,14 . 10–13
  • [Zn(OH)4]2–
  • 3,6 . 10–16

Что же такое комплексы?

  • Комплексные соединения – вещества, существующие как в кристаллическом состоянии, так и в растворе,
  • особенностью которых является наличие центрального атома (акцептора электронов), окруженного лигандами (донорами электронов).
  • В растворе лиганды способны ступенчато и обратимо отщепляться от центрального атома по гетеролитическому типу.

Полидентатные лиганды

  • ЭДТА
  • Этилендиамин
  • En

Хелатные комплексные соединения

  • Термин «хелат»
  • 1920 г. Морган и Дрю

Внутрикомплексные соединения (ВКС)

  • CH2
  • С
  • OH
  • NH2
  • ..
  • Глицин
  • O
  • Cu
  • CH2
  • С
  • O
  • NH2
  • ..
  • O
  • CH2
  • С
  • H2N
  • ..
  • O
  • O
  • Внутрикомплексные соединения
  • с полидентатными лигандами получаются в тех случаях,
  • когда ионы металла-комплексообразователя замещают атомы водорода
  • функциональных групп органического соединения и, кроме того, взаимодействуют
  • с какими-либо группами за счет координационной связи
  • Не содержат внешнесферных ионов, комплексы - неэлектролиты

Порфирин

Хлорофилл

  • B12
  • 1964 г. – Дороти Ходжкин

Качественная реакция на Ni2+ c диметилглиоксимом

  • Реактив Чугаева
  • Лев Александрович
  • Чугаев
  • (1873-1922)

Альфред Вернер

  • 1866-1919
  • 1866 г. – родился в Мюлузе (Эльзас)

  • 1891 г. – конкурсная работа на звание приват-доцента
  • «К теории сродства и валентности»
  • 1891 г – стажировка в лаборатории Марселена Бертло
  • 1892 г.-1893 г. – статья «О строении неорганических соединений»
  • 1885 г. – служба в армии в Карлсруэ
  • С 1886 г. – Цюрих.
  • 1886 г. – 1889 г. Цюрихский политехникум.
  • Профессор Артур Ганч
  • 1890 г. «О пространственном расположении
  • атомов в азотсодержащих молекулах»

Альфред Вернер

  • 1866-1919
  • В 1913 г. шведский король Густав V вручил Альфреду Вернеру
  • золотую медаль лауреата Нобелевской премии и диплом,
  • "в признание его работ о природе связей в молекулах,
  • которыми он по-новому осветил старые проблемы и
  • открыл новые области для исследований,
  • особенно в неорганической химии".
  • "Меня часто охватывает экстаз пред красотой моей науки.
  • Чем дальше я погружаюсь в ее тайны, тем более она
  • кажется мне огромной, величественной, слишком красивой
  • для простого смертного"

Спасибо за внимание!

Литература

  • Кукушкин Ю.Н. Химия координационных соединений.
  • М.: Высшая школа, 1985.
  • Кукушкин Ю.Н. Соединения высшего порядка. Л.: Химия, 1991.
  • Макашев Ю.А., Замяткина В.М. Соединения в квадратных скобках.
  • Л.: Химия, 1976.
  • Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Книга по химии для домашнего чтения.
  • М.: Химия, 1994.
  • Беликова М.Ю. Чудесные секреты Мастера Турнбуля
  • // Химия в школе. – №4. – 1998. – С.27-37
  • Федоренко Н.В. Вернер: изучение сочетаний атомов в молекуле
  • // Химия в школе. – №4. – 1998. – С.79-83
  • http://www.alhimik.ru/compl_soed/content.htm
  • http://www.chem.msu.su/rus/school/zhukov/welcome.html