Związki kompleksowe – aneks do analizy jakościowej Wprowadzenie Geometria przestrzenna związków kompleksowych a liczba koordynacyjna Nazewnictwo związków kompleksowych Podział kompleksów ze względu na ładunek Podział związków kompleksowych EDTA

Wprowadzenie Związki kompleksowe (koordynacyjne, zespolone) – związki zawierające atom lub jon centralny (E), który jest otoczony określoną liczbą atomów, grup atomów lub jonów – ligandów (L) Ogólny wzór związku kompleksowego:[E(L)n]z gdzie: E – atom lub jon centralny / najczęściej atom lub jon metalu grup 3 – 12, rzadziej innych grup, aniony złożone np.: [SO4]2-, [SiF6]2- L – ligand n – liczba koordynacyjna (liczba ligandów), najczęściej 4 lub 6, stosunkowo rzadko 2, 3, 5, 7, 8 z – ładunek kompleksu (suma ładunków jonu centralnego i ligandów w kompleksie

Wprowadzenie z – ładunek kompleksu (suma ładunków jonu centralnego i ligandów w kompleksie: Mg(NH3)2]2+ [SnCl6]2- H2[Co(SCN)4] E – Mg2+ E – Sn4+ E – Co2+ L – NH3 L – Cl- L – SCN- H+ z = 2 + 2 ∙ 0 = 2+ z = 4 + 6 ∙ (-1) = 2+ z = 2 + 4 ∙ (-2) + 2 ∙ 1 = 0 Atomy lub jony centralne na powłoce walencyjnej posiadają wolne orbitale o małej energii, co umożliwia utworzenie wiązań koordynacyjnych ( donorowoakceptorowych) z ligandami – donorami par elektronowych

Geometria przestrzenna związków kompleksowych a liczba koordynacyjna Liczba koordynacyjna – liczba ligandów / L.k Geometria przestrzenna związku kompleksowego L.k = 2 / liniowy L.K = 3 / trójkątny, płaski L L E L E L L

Geometria przestrzenna związków kompleksowych a liczba koordynacyjna L.k = 4 / kwadratowa L.k = 4 / czworościenna L L L L E E L L L L

Geometria przestrzenna związków kompleksowych a liczba koordynacyjna L.k = 5 / bipiramida trygonalna / trójkątna L.k = 6 / bipiramida tetragonalna / kwadratowa L L L L L E L E L L L L L

Geometria przestrzenna związków kompleksowych a liczba koordynacyjna L.k = 7 / bipiramida pentagonalna / pięciokątna L.k = 8 / sześcian / heksaedr L L L L L L L E L E L L L L L L L

Nazewnictwo związków kompleksowych w pierwszej kolejności wymienia się nazwy ligandów, a następnie nazwę atomu / jonu centralnego, ligandy wymienia się w kolejności: ujemne (aniony), obojętne, dodatnie (kationy), liczbę ligandów określa się liczebnikami: 2 3 4 5 6 di / dis tri / tris tetra penta heksa Stopień utlenienia atomu / jonu centralnego podaje się po jego nazwie liczbą cyfrą rzymską w nawiasie, kompleksowym jonom ujemnym nadaje się końcówkę – an. jeżeli w nazwie ligandu występuje liczba lub przedrostek –tio, zamiast w/w liczebników stosuje się odp. bis, tris.

Ligandy ujemne – z końcówką „o” CN- / cyjano O2- / okso OCN- / cyjanino SCN- / tiocjaniano S2O32- / tiosiarczano S2- / tio Cl- / chloro C2O42- / szczawiano F- / fluoro NO3- / azotano Br - / bromo NH2- / amido I- / jodo NH2- / imido H- / hydro NO2- / nitrito OH- / hydrokso Ligandy w kompleksie wymienia się w kolejności alfabetycznej

Ligandy obojętne i dodatnie NH3 / amina H+ / tiocjaniano H2O / akwa N2H5+ / hydrazyno CO / karbonyl NO / nitrozyl Ligandy obojętne w kompleksie wymienia się w kolejności: H2O - akwa, NH3 - amina, a następnie w kolejności alfabetycznej

Podział kompleksów ze względu na ładunek Kationy Aniony Obojętne [Co(NH3)6]3+ [Cu(CN)4]3- Fe(CO)5 jon heksaamina-kobaltu(III) jon tetracyjanowo-miedzianowy(I) pentakarbonylo-żelazo(0) [Cu(H2O)4]2+ [Zn(OH)4]2- Ni(CO)4 jon tetraakwa- miedzi(II) jon tetrahydrokso-cynkanowy(II) tetrakarnonylo-nikiel(0)

Przykłady związków kompleksowych [Cr(H2O)6]Cl3 / chlorek heksaakwachromu(III) [Co(NH3)5]Cl]2- / jon chloropentaaminokobaltu(III) [Ag(S2O3)2]3- / jon bis (tiosiarczano)srebrzanowy(I) K4[Fe(CN)6]/ heksacyjanożelezian(II) potasu K2[HgI4] / tetrajodortęcianian(II) potasu Na2[Fe(CN)5NO] / pentacyjanonitrozylożelazian(III) sodu K3[Fe(CN)6] / heksacyjanożelazian(III) potasu [PtCl2(NH3)2] / dochlorodiaminoplatyna(II) [CoNH3)6]Cl3 / chlorek heksaaminokobaltu(III)

Związki kompleksowe proste Ligand ma jeden atom ligandowy (jest jednofunkcyjny) i zajmujące w sferze koordynacyjnej metalu jedno miejsce koordynacyjne (NH3, CN-, I-, Br-, Cl-, H2O, SCN-): kation tetraaminomiedzi(II): [Cu(NH3)2]2+ anion heksacyjanożelaza(III): [Fe(CN)6]3- CN H3N NH3 2+ 3+ CN NC Cu Fe H3N NH3 CN NC CN

Związki kompleksowe chelatowe Ligand zawiera więcej niż jeden atom ligandowy (jest wielofunkcyjny) i zajmuje więcej niż jedno miejsce w sferze koordynacyjnej metalu. Ligandy wielofunkcyjne (wielokleszczowe) łącząc się z metalami tworzą w kompleksie pierścienie. Ligand dwuleszczowy - etylenodiamina Anion bis(etylenodiamina) miedzi(II): [Cu(H2NCH2-CH2NH2)2]2+ CH2 CH2 2+ CH2 NH2 NH2 H2N Cu CH2 NH2 NH2 H2N CH2 CH2

EDTA – kwas wersenowy Kwas wersenowy / kwas etylenodiaminotetraoctowy jest liganden sześciokleszczowy, który wiąże się poprze dwa atomy azotu i cztery atomu tlenu, tworząc pięć pierścieni. EDTA jest stosowany w analizie chemicznej. HOOC CH2 CH2 COOH N CH2 CH2 N HOOC CH2 CH2 COOH