Ii. kompleksi savienojumi

Visi neorganiskie savienojumi ir sadalīti divās grupās:

1. pirmās kārtas savienojumi, t.i. savienojumi, kas pakļaujas valences teorijai;

2. augstākas kārtas savienojumi, t.i. savienojumi, kas nepakļaujas valences teorijas jēdzieniem. Augstākas kārtas savienojumi ietver hidrātus, amonjaku utt.

CoCl 3 + 6 NH 3 \u003d Co (NH 3) 6 Cl 3

Verners (Šveice) ķīmijā ieviesa augstākas kārtas savienojumu jēdzienu un deva tiem nosaukumu kompleksi savienojumi... Viņš attiecināja uz CS visus stabilākos augstākās kārtas savienojumus, kas ūdens šķīdumā vai nu vispār nesadalās to sastāvdaļās, vai arī nesadalās nenozīmīgā mērā. 1893. gadā Verners ieteica, ka jebkurš elements pēc piesātinājuma spēj uzrādīt papildu valenci - koordinācija... Saskaņā ar Vernera koordinācijas teoriju katrs COP ir atšķirīgs:

Cl 3: komplekss (KO \u003d Co), ligandi (NH 3), koordinācijas numurs (CN \u003d 6), iekšējā sfēra, ārējā vide (Cl 3), koordinācijas spēja.

Tiek saukts iekšējās sfēras centrālais atoms, ap kuru ir grupēti joni vai molekulas komplekss. Kompleksējošo līdzekļu lomu visbiežāk veic metāla joni, retāk - neitrāli atomi vai anjoni. Tiek saukti joni vai molekulas, kas koordinējas ap centrālo atomu iekšējā sfērā ligandiem... Ligandi var būt anjoni: Г -, ОН-, СN-, CNS-, NO 2 -, CO 3 2-, C 2 O 4 2-, neitrālas molekulas: Н 2 О, СО, Г 2, NH 3, N 2 H 4. Koordinācijas numurs - vietu skaits kompleksa iekšējā sfērā, kuras var aizņemt ligandi. CN parasti ir augstāks par oksidācijas pakāpi. CN \u003d 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12. Visizplatītākais CN \u003d 4, 6, 2. Šie skaitļi atbilst kompleksa simetriskākajai konfigurācijai - oktaedriskā (6), tetraedriskais (4) un lineārais (2). KCH atkarībā no kompleksa aģenta un ligandu rakstura, kā arī no KO un ligandu lieluma. Ligandu koordinācijas spēja- vietu skaits kompleksa iekšējā sfērā, ko aizņem katrs ligands. Lielākajai daļai ligandu koordinācijas spēja ir vienotība ( monodentāti ligandi), retāk divi ( bidentāti ligandi), ir ligandi ar lielāku ietilpību (3, 4, 6) - polidentālie ligandi... Kompleksa lādiņam jābūt skaitliski vienādam ar kopējo ārējo sfēru un pretējā zīmē. 3+ Cl 3 -.

Kompleksu savienojumu nomenklatūra. Daudzi kompleksi savienojumi ir saglabājuši savus vēsturiskos nosaukumus, kas saistīti ar krāsu vai ar zinātnieka vārdu, kas tos sintezē. Pašlaik tiek izmantota IUPAC nomenklatūra.

Jonu uzskaitīšanas secība... Pirmais ir anjons, pēc tam katijons, savukārt latīņu nosaukuma KO sakne tiek izmantota anjona nosaukumā, bet katjona nosaukumā - tā krievu nosaukums ģenitīvā gadījumā.

Cl ir diammīna sudraba hlorīds; K 2 - kālija trihlorokuprāts.

Liganda uzskaites kārtība... Kompleksa ligandi ir uzskaitīti šādā secībā: anjonu, neitrāla, katjonu - bez defisācijas. Anjoni ir uzskaitīti secībā H -, O 2-, OH -, vienkāršie anjoni, kompleksie anjoni, poliaatomiskie anjoni, organiskie anjoni.

SO 4 - hlornitrodiamīnmetilēndiamīna platīna sulfāts (+4)

Koordinācijas grupu beigas.Neitrālās grupas tiek sauktas tāpat kā molekulas. Izņēmumi ir ūdens (H 2 O), amīns (NH 3). Negatīvi lādētajiem anjoniem pievieno patskaņu "O"

- heksocianoferāts (+3) heksamīna kobalts (+3)

Prefiksi, kas norāda ligandu skaitu.

1 - mono, 2 - di, 3 - trīs, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - heksa, 7 - hepta, 8 - okta, 9 - nona, 10 - deka, 11 - indica, 12 - dodeka, daudzi - poli.

Prefiksi bis-, tris- tiek izmantoti pirms ligandiem ar sarežģītiem nosaukumiem, kur jau ir prefiksi mono-, di- utt.

Cl 3 - tris (etilēndiamīns) dzelzs hlorīds (+3)

Komplekso savienojumu nosaukumos vispirms norāda anjonu daļu nominatīvā lietā un ar piedēkli -at, bet pēc tam ģenitīvā gadījumā - katjonu daļu. Tomēr pirms centrālā atoma nosaukuma gan savienojuma anjonu, gan katjonu daļās visi ap to koordinētie ligandi ir uzskaitīti, norādot to skaitu grieķu ciparos (1 - mono (parasti izlaists), 2 - di, 3 - trīs, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - heksa, 7 - hepta, 8 - okta). Ligandu nosaukumiem tiek pievienots sufikss -o, un vispirms tiek saukti anjoni un pēc tam neitrālās molekulas: Cl- - hlor, CN- - ciāngrupa, OH- - hidroksogrupa, C2O42- - oksalato, S2O32- - tiosulfato, (CH3) 2NH - dimetilamino u.c. Izņēmumi: H2O un NH3 kā ligandu nosaukumi ir “aqua” un “ammine”. Ja centrālais atoms ir katjona daļa, tad tiek izmantots elementa krievu nosaukums, pēc kura tā oksidācijas pakāpe ir norādīta iekavās ar romiešu cipariem. Centrālajam atomam anjona sastāvā tiek izmantots elementa latīņu nosaukums un pirms šī nosaukuma ir norādīts oksidācijas stāvoklis. Elementiem ar nemainīgu oksidācijas stāvokli to var izlaist. Neelektrolītu gadījumā nav norādīts arī centrālā atoma oksidācijas stāvoklis, jo to nosaka, pamatojoties uz kompleksa elektroneitralitāti. Virsrakstu piemēri:

Cl2 ir dihlor-tetrammīna-platīna (IV) hlorīds,

OH ir diammīna sudraba hidroksīds (I).

Kompleksu savienojumu klasifikācija. Tiek izmantotas vairākas dažādas COP klasifikācijas.

1. piederot noteiktai savienojumu klasei:

kompleksās skābes - H 2

sarežģītas bāzes -

kompleksi sāļi - K 2

2. Pēc ligandu rakstura: ūdens kompleksi, amonjaks. Cianīds, halogenīds utt.

Akvakompleksi ir kompleksi, kuros ūdens molekulas kalpo kā ligandi, piemēram, Cl 2 - heksaakvakalcija hlorīds. Amonjaks un amīns - kompleksi, kuros ligandi ir amonjaka un organisko amīnu molekulas, piemēram: SO 4 - tetrammīna vara (II) sulfāts. Hidroksokompleksi. OH- joni tajos kalpo kā ligandi. Īpaši raksturīgi amfoteriskiem metāliem. Piemērs: Na 2 - nātrija tetrahidroksozincāts (II). Acidokompleksi. Šajos kompleksos ligandi ir skābes anjoni, piemēram, K4 - kālija heksacianoferāts (II).

3. ar sarežģīto lādiņa zīmi: katjonu, anjonu, neitrāls

4. par COP iekšējo struktūru: pēc kompleksu veidojošo kodolu skaita:

mononukleārā - H 2, divkāršā - Cl 5 utt.,

5. par ciklu neesamību vai klātbūtni:vienkārša un cikliska CS.

Cikliskie vai helātu (helātu) kompleksi. Tie satur bi- vai polidentāta ligandu, kas it kā uztver centrālo M atomu kā vēža nagi: Piemēri: Na 3 - nātrija trioksalato (III) ferrāts, (NO 3) 4 - trietilēndiamīnplatīns (IV) nitrāts.

Intrakompleksie savienojumi pieder arī helātu kompleksu grupai, kurā centrālais atoms ir daļa no cikla, veidojot saites ar ligandiem dažādos veidos: ar apmaiņas un donora-akceptora mehānismiem. Šādi kompleksi ir ļoti raksturīgi aminokarboksilskābēm, piemēram, glicīns veido helātus ar Cu 2+, Pt 2+ joniem:

Helātu savienojumi ir īpaši spēcīgi, jo centrālais atoms tajos it kā ir bloķēts ar ciklisku ligandu. Visstabilākie ir helāti ar piecu un sešu locekļu gredzeniem. Kompleksoni tik stipri saista metāla katjonus, ka, tos pievienojot, izšķīst tādas slikti šķīstošas \u200b\u200bvielas kā CaSO 4, BaSO 4, CaC 2 O 4, CaCO 3. Tāpēc tos izmanto ūdens mīkstināšanai, metāla jonu saistīšanai krāsošanas laikā, apstrādājot foto materiālus analītiskajā ķīmijā. Daudziem helātu tipa kompleksiem ir īpaša krāsa, tāpēc attiecīgie liganda savienojumi ir ļoti jutīgi reaģenti pārejas metālu katjoniem. Piemēram, dimetilglikoksīms [C (CH3) NOH] 2 kalpo kā lielisks reaģents katjoniem Ni2 +, Pd2 +, Pt2 +, Fe2 + utt.

Kompleksu savienojumu stabilitāte. Nestabilitāte nemainīga.Izšķīdinot CW ūdenī, notiek sadalīšanās, un iekšējā sfēra darbojas kā vienots veselums.

K \u003d K + + -

Paralēli šim procesam nenozīmīgā mērā notiek kompleksa iekšējās sfēras disociācija:

Ag + + 2CN -

Lai raksturotu CS stabilitāti, mēs ieviešam nestabilitāte nemainīgavienāds ar:

Nestabilitātes konstante ir CS stipruma mērs. Jo mazāk K ligzdas, jo izturīgāka COP.

Kompleksu savienojumu izomērija.Sarežģītiem savienojumiem izomerisms ir ļoti izplatīts un izceļas:

1. izolēri ir atrodami izolāta izomērā, kad ūdens molekulu sadalījums starp iekšējo un ārējo sfēru nav vienāds.

Cl 3 Cl 2 H 2 O Cl (H 2 O) 2

Violets gaiši zaļš tumši zaļš

2. Jonizācijas izomērija kas saistīts ar atšķirīgo jonu disociācijas vieglumu no kompleksa iekšējās un ārējās sfēras.

4 Cl 2] Br 2 4 Br 2] Cl 2

SO 4 un Br - sulfāta brompentamīna-kobalta (III) un bromīda sulfato-pentamīna-kobalta (III).

Cl un NO 2 - hlorīda-nitro-hlor-dietilēndiamīna-kobalta (III) un nitrīta dihlor-dietilēndiamīna-kobalta (III).

3. Koordinācijas izomērija atrodams tikai divkompleksos savienojumos

[Co (NH 3) 6] [Co (CN) 6]

Koordinācijas izomērija notiek tajos sarežģītajos savienojumos, kur gan katjons, gan anjons ir sarežģīti.

Piemēram, - tetramīna-hroma (II) tetrahlor- (II) platināts un - tetramīn-platīna (II) tetrahlor- (II) hromāts ir koordinācijas izomēri

4. Komunikācijas izomērija rodas tikai tad, kad monodentāti ligandi var koordinēties caur diviem dažādiem atomiem.

5. Telpiskais izomērijs sakarā ar to, ka tie paši ligandi atrodas ap KO vai tuvu (cis) vai gluži pretēji ( transs).

Cis izomērs (oranži kristāli) trans izomērs (dzelteni kristāli)

Dihlor-diammīna-platīna izomēri

Ar tetraedrisku izkārtojumu cis-trans liganda izomērija nav iespējama.

6. Spoguļa (optiskais) izomērisms, piemēram, dihlor-dietilēndiamīnhromā (III) + katjonā:

Tāpat kā organisko vielu gadījumā, spoguļa izomēriem ir tādas pašas fizikālās un ķīmiskās īpašības un tie atšķiras pēc kristālu asimetrijas, gaismas polarizācijas plaknes rotācijas virziena.

7. Liganda izomērija piemēram, (NH2) 2 (CH2) 4 ir iespējami šādi izomēri: (NH2) - (CH2) 4-NH2, CH3-NH-CH2-CH2-NH-CH3 , NH2-CH (CH3) -CH2-CH2-NH2

Komunikācijas problēma sarežģītos savienojumos.Saites raksturs CS ir atšķirīgs, un pašlaik skaidrojumam tiek izmantotas trīs pieejas: VS metode, MO metode un kristāla lauka teorijas metode.

Saules metodeiepazīstināja ar Polingu. Metodes galvenie noteikumi:

1. Saite CS veidojas donora un akceptora mijiedarbības rezultātā. Ligandi nodrošina elektronu pārus, un komplekss rada brīvas orbitāles. Saites stiprības mērs ir orbitāļu pārklāšanās pakāpe.

2. KO orbitālēs notiek hibridizācija, hibridizācijas veidu nosaka ligandu skaits, raksturs un elektroniskā struktūra. KO hibridizāciju nosaka kompleksa ģeometrija.

3. Kompleksa papildu nostiprināšanās notiek tāpēc, ka līdz ar s-saiti veidojas arī p-saite.

4. Kompleksa magnētiskās īpašības nosaka nesapāroto elektronu skaits.

5. Veidojoties kompleksam, elektronu sadalījums orbitālēs var palikt gan neitrāliem atomiem, gan izmainīties. Tas ir atkarīgs no ligandu rakstura, tā elektrostatiskā lauka. Ir izstrādāts ligandu spektroķīmiskais diapazons. Ja ligandiem ir spēcīgs lauks, tad tie izstumj elektronus, izraisot to savienošanos pāri un veidojot jaunu saiti.

Ligandu spektroķīmiskais diapazons:

CN -\u003e NO 2 -\u003e NH 3\u003e CNS -\u003e H 2 O\u003e F -\u003e OH -\u003e Cl -\u003e Br -

6. VS metode ļauj izskaidrot saišu veidošanos pat neitrālos un kopu kompleksos

K 3 K 3

1. Pirmajā CS ligandi rada spēcīgu lauku, otrajā - vāju

2. Uzzīmējiet dzelzs valences orbitāles:

3. Apsveriet ligandu donoru īpašības: CN - ir brīvas elektronu orbitāles un var būt elektronu pāru donori. CN - tai ir spēcīgs lauks, darbojas uz 3d orbitālēm, tās blīvējot.

Rezultātā izveidojas 6 saites, savukārt saitē ir iesaistītas iekšējās 3 d orbitāles, t.i. veidojas intraorbitāls komplekss. Komplekss ir paramagnētisks un ar zemu griešanās ātrumu, jo ir viens nepāra elektrons. Komplekss ir stabils, jo iekšējās orbitāles ir aizņemtas.

Joni F - tiem ir brīvas elektronu orbitāles un tie var būt elektronu pāru donori, tiem ir vājš lauks, tāpēc tie nevar kondensēt elektronus 3d līmenī.

Tā rezultātā veidojas paramagnētisks, ar augstu vērpšanu vērsts, ārējās orbītas komplekss. Nestabila un reaktīva.

VS metodes priekšrocības: informativitāte

VS metodes trūkumi: metode ir piemērota noteiktam vielu diapazonam, metode nepaskaidro optiskās īpašības (krāsu), neveic enerģijas novērtējumu, jo dažos gadījumos enerģētiski labvēlīgākā tetraedriskā vietā tiek veidots kvadrātiskais komplekss.

Vispārīgā ķīmija: mācību grāmata / A. V. Žolņins; ed. V. A. Popkova, A. V. Žolņina. - 2012. - 400 lpp .: il.

7. nodaļa. KOMPLEKSIE SAVIENOJUMI

7. nodaļa. KOMPLEKSIE SAVIENOJUMI

Dzīves organizatori ir kompleksie elementi.

K. B. Jatsimirskis

Kompleksie savienojumi ir visplašākā un daudzveidīgākā savienojumu klase. Dzīvie organismi satur sarežģītus biogēno metālu savienojumus ar olbaltumvielām, aminoskābēm, porfirīniem, nukleīnskābēm, ogļhidrātiem, makrocikliskiem savienojumiem. Vissvarīgākie vitāli procesi notiek, piedaloties kompleksiem savienojumiem. Dažiem no tiem (hemoglobīnam, hlorofilam, hemocianīnam, B 12 vitamīnam u.c.) ir nozīmīga loma bioķīmiskajos procesos. Daudzas zāles satur metāla kompleksus. Piemēram, insulīns (cinka komplekss), vitamīns B 12 (kobalta komplekss), platīns (platīna komplekss) utt.

7.1. A. VERNERA KOORDINĀCIJAS TEORIJA

Komplekso savienojumu struktūra

Daļiņu mijiedarbības laikā tiek novērota daļiņu savstarpēja koordinācija, ko var definēt kā kompleksizācijas procesu. Piemēram, jonu hidratācijas process beidzas ar ūdens kompleksu veidošanos. Kompleksācijas reakcijas pavada elektronu pārnešana un noved pie augstākas kārtas savienojumu, tā saukto komplekso (koordinācijas) savienojumu, veidošanās vai iznīcināšanas. Sarežģītu savienojumu iezīme ir koordinācijas saites klātbūtne tajos, kas radusies ar donora-akceptora mehānismu:

Kompleksie savienojumi ir savienojumi, kas pastāv gan kristāliskā stāvoklī, gan šķīdumā

kas ir ligandu ieskauta centrālā atoma klātbūtne. Kompleksie savienojumi var tikt uzskatīti par augstākas kārtas kompleksiem savienojumiem, kas sastāv no vienkāršām molekulām, kas spēj patstāvīgi pastāvēt šķīdumā.

Saskaņā ar Vernera koordinācijas teoriju izšķir sarežģītu savienojumu iekšējsun ārējā sfēra.Centrālais atoms ar apkārtējiem ligandiem veido kompleksa iekšējo sfēru. Parasti tas ir ievietots kvadrātiekavās. Viss pārējais kompleksajā savienojumā ir ārējā sfēra un ir ierakstīta ārpus kvadrātiekavām. Ap centrālo atomu tiek noteikts noteikts skaits ligandu, kas tiek noteikts koordinācijas numurs(kh). Koordinēto ligandu skaits visbiežāk ir 6 vai 4. Ligands ieņem koordinācijas pozīciju netālu no centrālā atoma. Koordinācija maina gan ligandu, gan centrālā atoma īpašības. Bieži vien koordinētus ligandus nevar noteikt, izmantojot ķīmiskas reakcijas, kas viņiem raksturīgas brīvā stāvoklī. Tiek sauktas ciešāk saistītās iekšējās sfēras daļiņas komplekss (komplekss jons).Pievilcības spēki darbojas starp centrālo atomu un ligandiem (kovalentā saite veidojas atbilstoši apmaiņas un (vai) donora-akceptora mehānismam), starp ligandiem - atgrūšanas spēkiem. Ja iekšējās sfēras lādiņš ir 0, tad ārējās koordinācijas sfēras nav.

Centrālais atoms (komplekss)- atoms vai jons, kas kompleksā savienojumā ieņem centrālo stāvokli. Kompleksējošā līdzekļa lomu visbiežāk veic daļiņas ar brīvām orbitālēm un pietiekami lielu pozitīvu kodola lādiņu, tāpēc tās var būt elektronu akceptori. Tie ir pārejas elementu katijoni. Spēcīgākie kompleksu veidotāji ir IB un VIIIB grupas elementi. Reti kā komplekss

autori ir neitrāli d-elementu un nemetālu atomi dažādos oksidācijas stāvokļos -. Kompleksējošā līdzekļa nodrošināto brīvo atomu orbitāļu skaits nosaka tā koordinācijas numuru. Koordinācijas skaitļa vērtība ir atkarīga no daudziem faktoriem, bet parasti tā ir vienāda ar divkāršo kompleksējošā jona lādiņu:

Ligands- joni vai molekulas, kas ir tieši saistītas ar kompleksu veidojošo vielu un ir elektronu pāru donori. Šīs ar elektroniem bagātās sistēmas, kurās ir brīvie un mobilie elektronu pāri, var būt elektronu donori, piemēram:

P-elementu savienojumiem piemīt kompleksu īpašības un tie darbojas kā ligandi kompleksajā savienojumā. Ligandi var būt atomi un molekulas (olbaltumvielas, aminoskābes, nukleīnskābes, ogļhidrāti). Saskaņā ar saišu skaitu, ko veido ligandi ar kompleksa veidotāju, ligandi tiek sadalīti mono-, di- un polidentāta ligandos.Iepriekš minētie ligandi (molekulas un anjoni) ir monodentāti, jo tie ir viena elektronu pāra donori. Bidentāti ligandi ietver molekulas vai jonus, kas satur divas funkcionālās grupas, kas spēj ziedot divus elektronu pārus:

Polidentāta ligandi ietver etilēndiamīntetraetiķskābes 6-dentātu ligandu:

Tiek saukts katra liganda aizņemto vietu skaits kompleksa savienojuma iekšējā sfērā liganda koordinācijas spēja (dentitāte).To nosaka pēc liganda elektronu pāru skaita, kas iesaistīti koordinācijas saites veidošanā ar centrālo atomu.

Papildus sarežģītiem savienojumiem koordinācijas ķīmija ietver dubultos sāļus, kristāliskos hidrātus, kas ūdens šķīdumā sadalās to sastāvdaļās, kuras cietā stāvoklī daudzos gadījumos tiek uzbūvētas līdzīgi sarežģītām, bet ir nestabilas.

Stabilākie un daudzveidīgākie kompleksi pēc sastāva un funkcijām, ko tie veic, veido d-elementus. Īpaši svarīgi ir sarežģīti pārejas elementu savienojumi: dzelzs, mangāns, titāns, kobalts, varš, cinks un molibdēns. Biogēnie s -elementi (Na, K, Mg, Ca) veido sarežģītus savienojumus tikai ar noteiktas cikliskas struktūras ligandiem, kas darbojas arī kā kompleksu veidojošs līdzeklis. Galvenā daļa r-elementi (N, P, S, O) ir aktīvā komplekso daļiņu (ligandu), tostarp bioligandu, aktīvā daļa. Tā ir viņu bioloģiskā nozīme.

Līdz ar to spēja veidot kompleksu ir periodiskas sistēmas ķīmisko elementu kopīga īpašība, šī spēja samazinās šādā secībā: f> d> lpp> s.

7.2. KOMPLEKSAS KOPUMA GALVENO DAĻU MAKSAS NOTEIKŠANA

Kompleksa savienojuma iekšējās sfēras lādiņš ir to veidojošo daļiņu lādiņu algebriskā summa. Piemēram, kompleksa lādiņa lielumu un pazīmi nosaka šādi. Alumīnija jonu lādiņš ir +3, sešu hidroksīda jonu kopējais lādiņš ir -6. Tāpēc kompleksa lādiņš ir (+3) + (-6) \u003d -3, un kompleksa formula ir 3-. Kompleksā jona lādiņš skaitliski ir vienāds ar ārējās sfēras kopējo lādiņu un ir pretējs zīmē. Piemēram, ārējās sfēras K3 lādiņš ir +3. Tāpēc kompleksa jona lādiņš ir -3. Kompleksējošā līdzekļa lādiņš ir vienāds ar lielumu un pretējs signālam visu pārējo kompleksa savienojuma daļiņu lādiņu algebriskajai summai. Tādējādi K3 dzelzs jonu lādiņš ir +3, jo visu pārējo kompleksa savienojuma daļiņu kopējais lādiņš ir (+3) + (-6) \u003d -3.

7.3. KOMPLEKSU SAVIENOJUMU NOMENKLATŪRA

Nomenklatūras pamati ir izstrādāti Vernera klasiskajos darbos. Saskaņā ar tiem kompleksajā savienojumā vispirms sauc katjonu un pēc tam anjonu. Ja savienojums ir neelektrolīta tipa, tad to sauc vienā vārdā. Kompleksā jona nosaukums ir uzrakstīts ar vienu vārdu.

Neitrālais ligands tiek nosaukts tāpat kā molekula, un "o" tiek pievienots liganda anjoniem. Koordinētai ūdens molekulai lieto apzīmējumu "aqua-". Lai apzīmētu identisku ligandu skaitu kompleksa iekšējā sfērā, pirms ligandu nosaukuma kā prefiksu izmanto grieķu ciparus di-, tri-, tetra-, penta-, hexa- utt. Tiek izmantots monona prefikss. Ligandi ir uzskaitīti alfabētiskā secībā. Liganda nosaukums tiek uzskatīts par kopumu. Liganda nosaukumam seko centrālā atoma nosaukums ar norādi par oksidācijas stāvokli, kas iekavās apzīmēts ar romiešu cipariem. Vārds ammin (ar diviem "m") ir rakstīts attiecībā uz amonjaku. Visiem citiem amīniem izmanto tikai vienu "m".

C1 3 - heksamminekobalta (III) hlorīds.

C1 3 - akvapentamminkobalta (III) hlorīds.

Cl 2 - pentametilamīnhlorokobalta (III) hlorīds.

Diammindibromoplatīns (II).

Ja kompleksais jons ir anjons, tad tā latīņu nosaukumam ir beigas "am".

(NH 4) 2 - amonija tetrahlorpaladāts (II).

K - kālija pentabromoammineplatināts (IV).

K 2 - kālija tetrarodanokobaltāts (II).

Kompleksā liganda nosaukums parasti ir iekavās.

NO 3 - dihlor-di- (etilēndiamīns) kobalta (III) nitrāts.

Br ir brom-tris- (trifenilfosfīns) platīna (II) bromīds.

Gadījumos, kad ligands saista divus centrālos jonus, pirms tā nosaukuma tiek izmantots grieķu burtsμ.

Šādus ligandus sauc tiltsun uzskaitīti pēdējie.

7.4. KOMPLEKSU SAVIENOJUMU ĶĪMISKAIS SAITES UN STRUKTŪRA

Komplekso savienojumu veidošanā svarīga loma ir liganda un centrālā atoma donora un akceptora mijiedarbībai. Elektronu pāra donors parasti ir ligands. Akceptors ir centrālais atoms, kuram ir brīvas orbitāles. Šī saikne ir stipra un neplīst, kad komplekss izšķīst (neogēniskais), un to sauc koordinācija.

Līdz ar o-saitēm, donora-akceptora mehānismā tiek veidotas π-saites. Šajā gadījumā metāla jons kalpo kā donors, ziedojot savus pārī savienotos d-elektronus ligandam, kuram ir enerģētiski labvēlīgas brīvās orbitāles. Šādus savienojumus sauc par datatīviem. Tie tiek veidoti:

a) sakarā ar vakanto metāla p-orbitāļu pārklāšanos ar metāla d-orbitāli, uz kuras atrodas elektroni, kas nav izveidojušies σ-saitē;

b) kad tukšās liganda d-orbitāles pārklājas ar piepildītām metāla d-orbitālēm.

Tās stipruma mērs ir liganda un centrālā atoma orbitāļu pārklāšanās pakāpe. Centrālā atoma saišu orientācija nosaka kompleksa ģeometriju. Lai izskaidrotu saišu virzienu, tiek izmantots centrālā atoma atomu orbitāļu hibridizācijas jēdziens. Centrālā atoma hibrīdās orbitāles ir nevienlīdzīgu atomu orbitālu sajaukšanas rezultāts, kā rezultātā savstarpēji mainās orbitāļu forma un enerģija, un tiek veidotas jaunas identiskas formas un enerģijas orbitāles. Hibrīdo orbitāļu skaits vienmēr ir vienāds ar sākotnējo orbitāļu skaitu. Hibrīdmākoņi atrodas atomā maksimālā attālumā viens no otra (7.1. Tabula).

7.1. Tabula.Kompleksējošā līdzekļa atomu orbitāļu hibridizācijas veidi un dažu kompleksu savienojumu ģeometrija

Kompleksa telpisko struktūru nosaka valences orbitāļu hibridizācijas veids un vientuļo elektronu pāru skaits, kas atrodas tā valences enerģijas līmenī.

Donora un akceptora mijiedarbības efektivitāti starp ligandu un kompleksu veidojošo līdzekli un līdz ar to saites stiprumu starp tām (kompleksa stabilitāte) nosaka to polarizējamība, t.i. spēja pārveidot savus elektroniskos apvalkus ārējā ietekmē. Pamatojoties uz to, reaģenti tiek sadalīti "Grūti"vai maz polarizējams, un "Mīksts" -viegli polarizējams. Atoma, molekulas vai jona polaritāte ir atkarīga no to lieluma un elektronisko slāņu skaita. Jo mazāks ir daļiņas rādiuss un elektroni, jo mazāk tā ir polarizēta. Jo mazāks ir daļiņas rādiuss un mazāk elektronu, jo sliktāk tā tiek polarizēta.

Cietās skābes veido spēcīgus (cietus) kompleksus ar ligandu (cieto bāzu) elektronegatīvajiem atomiem O, N, F, bet mīkstās skābes veido spēcīgos (mīkstos) kompleksus ar donoru atomiem P, S un I ar zemu elektronegativitāti un augstu polarizējamību. Mēs šeit redzam vispārēja principa "līdzīgs ar līdzīgu" izpausmi.

Nātrija un kālija joni to stingrības dēļ praktiski neveido stabilus kompleksus ar biosubstrātiem un fizioloģiskajos barotnēs ir ūdens kompleksu formā. Joni Ca 2 + un Mg 2 + veido diezgan stabilus kompleksus ar olbaltumvielām, tāpēc fizioloģiskajos barotnēs ir gan jonu, gan saistītā stāvoklī.

D-elementu joni veido spēcīgus kompleksus ar biosubstrātiem (olbaltumvielām). Mīkstās skābes Cd, Pb, Hg ir ļoti toksiskas. Tie veido spēcīgus kompleksus ar olbaltumvielām, kas satur R-SH sulfhidrilgrupas:

Cianīda jons ir toksisks. Mīkstais ligands aktīvi mijiedarbojas ar d-metāliem kompleksos ar biosubstrātiem, pēdējos aktivizējot.

7.5. KOMPLEKSU SAVIENOJUMU IZŠĶIRŠANA. KOMPLEKSU ILGTSPĒJĪBA. LABLU UN INERTA KOMPLEKSI

Kad sarežģīti savienojumi tiek izšķīdināti ūdenī, tie parasti sadalās ārējās un iekšējās sfēras jonos, piemēram, spēcīgos elektrolītos, jo šie joni ir jonogēni saistīti galvenokārt elektrostatisko spēku ietekmē. To novērtē kā komplekso savienojumu primāro disociāciju.

Kompleksa savienojuma sekundārā disociācija ir iekšējās sfēras sadalīšanās tās sastāvdaļās. Šis process norit atbilstoši vāju elektrolītu tipam, jo \u200b\u200biekšējās sfēras daļiņas ir saistītas nejonu veidā (ar kovalentām saitēm). Disociācija notiek pakāpeniski:

Lai kvalitatīvi raksturotu kompleksa savienojuma iekšējās sfēras stabilitāti, tiek izmantota līdzsvara konstante, kas raksturo tā pilnīgu disociāciju, ko sauc par sarežģīta nestabilitātes konstante(Grāmata). Sarežģītam anjonam nestabilitātes konstantes izteiksme ir šāda:

Jo mazāka Kn vērtība, jo stabilāka ir kompleksa savienojuma iekšējā sfēra, t.i. jo mazāk tas disociējas ūdens šķīdumā. Nesen Kn vietā tiek izmantota stabilitātes konstante (Ku) - Kn abpusējā vērtība. Jo lielāka Ku vērtība, jo stabilāks ir komplekss.

Stabilitātes konstantes ļauj prognozēt ligandu apmaiņas procesu virzienu.

Ūdens šķīdumā metāla jons eksistē akvakompleksu veidā: 2 + - heksaakvas dzelzs (II), 2 + - tetraakvas varš (II). Rakstot hidratēto jonu formulas, mēs nenorādām hidratācijas apvalka koordinētās ūdens molekulas, bet gan to domājam. Kompleksa veidošanos starp metāla jonu un kādu ligandu uzskata par reakciju uz ūdens molekulas aizstāšanu iekšējā koordinācijas sfērā ar šo ligandu.

Liganda apmaiņas reakcijas norit saskaņā ar S N tipa reakcijas mehānismu. Piemēram:

Stabilitātes konstanšu vērtības, kas norādītas 7.2. Tabulā, norāda, ka kompleksizācijas procesa dēļ notiek spēcīga jonu saistīšanās ūdens šķīdumos, kas norāda uz šāda veida reakciju izmantošanas efektivitāti jonu saistīšanai, īpaši ar polidentāta ligandiem.

7.2. Tabula.Cirkonija kompleksu stabilitāte

Atšķirībā no jonu apmaiņas reakcijām kompleksu savienojumu veidošanās bieži nav gandrīz momentāns process. Piemēram, kad dzelzs (III) mijiedarbojas ar nitrilotrimetilēnfosfonskābi, līdzsvars tiek izveidots pēc 4 dienām. Kompleksu kinētiskajām īpašībām tiek izmantoti jēdzieni - labils(ātri reaģē) un inerts(lēnām reaģē). Labilie kompleksi, pēc G. Taube domām, tiek uzskatīti par tādiem, kas 1 minūšu laikā istabas temperatūrā un 0,1 M šķīduma koncentrācijā pilnībā apmainās ar ligandiem. Nepieciešams skaidri nošķirt termodinamiskos jēdzienus [spēcīgi (stabili) / trausli (nestabili). )] un kinētiskie [inertie un labilie] kompleksi.

Labilos kompleksos ligandu aizstāšana notiek ātri un līdzsvars tiek ātri izveidots. Inertajos kompleksos liganda aizstāšana norit lēni.

Tādējādi inertais komplekss 2 + skābā vidē ir termodinamiski nestabils: nestabilitātes konstante ir 10 -6, un labilais komplekss 2- ir ļoti stabils: stabilitātes konstante ir 10 -30. Taube kompleksu labilitāti saista ar centrālā atoma elektronisko struktūru. Kompleksu inerts ir raksturīgs galvenokārt joniem ar nepabeigtu d-apvalku. Kompleksi Co, Cr ir inerti. Daudzu katjonu cianīda kompleksi ar ārējo s 2 p 6 līmeni ir labili.

7.6. KOMPLEKSU ĶĪMISKĀS ĪPAŠĪBAS

Kompleksijas procesi praktiski ietekmē visu to daļiņu īpašības, kas veido kompleksu. Jo lielāka ir saišu stiprība starp ligandu un kompleksu veidojošo līdzekli, jo mazāk šķīdumā izpaužas centrālā atoma un ligandu īpašības un jo pamanāmākas ir kompleksa iezīmes.

Kompleksie savienojumi uzrāda ķīmisko un bioloģisko aktivitāti centrālā atoma koordinācijas nepiesātinājuma (ir brīvas orbitāles) un brīvu ligandu elektronu pāru klātbūtnes rezultātā. Šajā gadījumā kompleksam ir elektrofīlas un nukleofīlas īpašības, kas atšķiras no centrālā atoma un ligandu īpašībām.

Jāņem vērā kompleksa hidratācijas apvalka struktūras ietekme uz ķīmisko un bioloģisko aktivitāti. Izglītības process

kompleksu veidošanās ietekmē kompleksa savienojuma skābes bāzes īpašības. Komplekso skābju veidošanos papildina attiecīgi skābes vai bāzes stiprība. Tātad, veidojot sarežģītas skābes no vienkāršām, saistīšanās enerģija ar H + joniem samazinās un attiecīgi palielinās skābes stiprums. Ja ārējā sfērā ir OH - jons, tad saikne starp kompleksa katjonu un ārējās sfēras hidroksīda jonu samazinās, un kompleksa pamatīpašības palielinās. Piemēram, vara hidroksīds Cu (OH) 2 ir vāja, grūti šķīstoša bāze. Kad amonjaks uz to iedarbojas, veidojas vara amonjaks (OH) 2. Lādēšanas blīvums 2 + salīdzinājumā ar Cu 2 + samazinās, saikne ar OH - joniem ir vājināta un (OH) 2 izturas kā spēcīga bāze. Ligandu skābes bāzes īpašības, kas saistītas ar kompleksu veidojošo līdzekli, parasti ir izteiktākas nekā to skābes bāzes īpašības brīvā stāvoklī. Piemēram, hemoglobīnam (Hb) vai oksihemoglobīnam (HbO 2) piemīt skābes īpašības globīna proteīna, kas ir HHb ↔ H + + Hb - ligands, brīvo karboksilgrupu dēļ. Tajā pašā laikā hemoglobīna anjonam globīna olbaltumvielu aminoskābju dēļ piemīt pamatīpašības, tāpēc skābais oksīds CO 2 saistās ar karbaminoglobīna anjona (НbСО 2 -) veidošanos: СО 2 + Hb - ↔ НbСО 2 -.

Kompleksiem piemīt redoksa īpašības, pateicoties kompleksa veidotāja redoks transformācijām, kas veido stabilus oksidācijas stāvokļus. Kompleksācijas process spēcīgi ietekmē d-elementu reducēšanās potenciāla vērtības. Ja reducētā katjonu forma ar noteiktu ligandu veido stabilāku kompleksu nekā tā oksidētā forma, tad potenciāls palielinās. Potenciāla vērtības samazināšanās notiek, kad stabilāks komplekss veido oksidētu formu.Piemēram, oksidētāju: nitrītu, nitrātu, NO 2, H 2 O 2 iedarbībā centrālā atoma oksidēšanās rezultātā hemoglobīns tiek pārveidots par methemoglobīnu.

Sestā orbitāle tiek izmantota oksihemoglobīna veidošanā. Tā pati orbitāle ir iesaistīta saites veidošanā ar oglekļa monoksīdu. Tā rezultātā veidojas makrociklisks komplekss ar dzelzi - karboksihemoglobīns. Šis komplekss ir 200 reizes stabilāks nekā hēmā esošais dzelzs-skābekļa komplekss.

Attēls: 7.1.Hemoglobīna ķīmiskās pārveidošanās cilvēka ķermenī. Shēma no grāmatas: Slesarev V.I. Dzīvo ķīmijas pamati, 2000

Komplekso jonu veidošanās ietekmē kompleksu veidojošo jonu katalītisko aktivitāti. Dažos gadījumos aktivitāte palielinās. Tas ir saistīts ar lielu strukturālu sistēmu veidošanos šķīdumā, kas spēj piedalīties starpproduktu radīšanā, un reakcijas aktivācijas enerģijas samazināšanos. Piemēram, ja H 2 O 2 pievienojat Cu 2+ vai NH 3, sadalīšanās process netiek paātrināts. Kompleksa 2 + klātbūtnē, kas veidojas sārmainā vidē, ūdeņraža peroksīda sadalīšanās paātrinās 40 miljonus reižu.

Tātad, runājot par hemoglobīnu, jūs varat apsvērt komplekso savienojumu īpašības: skābes bāzes, kompleksu un redoksu.

7.7. KOMPLEKSU SAVIENOJUMU KLASIFIKĀCIJA

Komplekso savienojumu klasifikācijai ir vairākas sistēmas, kuru pamatā ir dažādi principi.

1. Kompleksa savienojuma piederība noteiktai savienojumu klasei:

Kompleksās skābes H2;

Kompleksās bāzes OH;

Kompleksie sāļi K 4.

(2) Pēc liganda būtības: ūdens kompleksi, amoniakti, skābju kompleksi (dažādu skābju anjoni, K 4; hidroksokompleksi (hidroksilgrupas, K 3 darbojas kā ligandi); kompleksi ar makrocikliskiem ligandiem, kuru iekšpusē centrālais atoms.

3. Ar kompleksa lādiņa zīmi: katijons - kompleksais katijs kompleksajā savienojumā Cl 3; anjonu - komplekss anjons kompleksā savienojumā K; neitrāls - kompleksa lādiņš ir 0. Ārējās sfēras kompleksajam savienojumam nav, piemēram. Šī ir pretvēža zāļu formula.

4. Saskaņā ar kompleksa iekšējo struktūru:

a) atkarībā no kompleksējošā līdzekļa atomu skaita: vienkodola- kompleksajā daļiņā ir viens kompleksa veidošanās atoma, piemēram, Cl 3; daudzkodolu- kompleksās daļiņas sastāvā ir vairāki kompleksu veidojoši atomi - dzelzs-olbaltumvielu komplekss:

b) atkarībā no ligandu tipu skaita tiek izdalīti kompleksi: viendabīgi (viens ligands),satur viena veida ligandu, piemēram, 2 +, un atšķirīgi (jaukts ligands)- divu veidu vai vairāk ligandu, piemēram, Pt (NH3) 2Cl2. Kompleksā ietilpst ligandi NH 3 un Cl -. Sarežģītiem savienojumiem, kas iekšējā sfērā satur dažādus ligandus, raksturīga ģeometriskā izomērija, kad ar tādu pašu iekšējās sfēras sastāvu tajā esošie ligandi ir izvietoti atšķirīgi viens no otra.

Kompleksu savienojumu ģeometriskie izomēri atšķiras ne tikai ar fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām, bet arī ar bioloģisko aktivitāti. Pt (NH3) 2Cl2 cis izomēram ir izteikta pretaudzēju aktivitāte, savukārt trans izomēram nav;

c) atkarībā no mononukleāro kompleksu veidojošo ligandu dentitātes var atšķirt grupas:

Mononukleāri kompleksi ar monodentātiem ligandiem, piemēram, 3+;

Mononukleāri kompleksi ar polidentāta ligandiem. Tiek saukti kompleksi savienojumi ar polidentāta ligandiem helātu savienojumi;

d) kompleksu savienojumu cikliskās un acikliskās formas.

7.8. CHELĀTA KOMPLEKSI. KOMPLEKSAS. KOMPLEKSI

Cikliskās struktūras, kas veidojas metāla jona piesaistes rezultātā diviem vai vairākiem donoru atomiem, kas pieder vienai helātu veidojošās vielas molekulai, sauc par helātu savienojumi.Piemēram, vara glicināts:

Tajos komplekss, it kā, nonāk ligandā, ir saistīts ar saitēm, tāpat kā nagi, tādēļ, ja visas pārējās lietas ir vienādas, tām ir augstāka stabilitāte nekā savienojumiem, kas nesatur ciklus. Visstabilākie ir cikli ar piecām vai sešām saitēm.Šo noteikumu pirmo reizi formulēja L.A. Čugajevs. Atšķirība

tiek saukta helātu kompleksa stabilitāte un tā necikliskā analoga stabilitāte helātu veidošanās efekts.

Kā helātus veidojošie līdzekļi polidentāta ligandi darbojas kā helātus veidojošs līdzeklis, kas satur 2 veidu grupas:

1) grupas, kas apmaiņas reakciju dēļ spēj veidot kovalentās polārās saites (protonu donori, elektronu pāru akceptori) -CH 2 COOH, -CH 2 PO (OH) 2, -CH 2 SO 2 OH, - skābju grupas (centri);

2) elektronu pāra donoru grupas: ≡N,\u003e NH,\u003e C \u003d O, -S-, -OH, - galvenās grupas (centri).

Ja šādi ligandi piesātina kompleksa iekšējo koordinācijas sfēru un pilnībā neitralizē metāla jonu lādiņu, tad savienojumus sauc par iekšā kompleksā.Piemēram, vara glicināts. Šajā kompleksā nav ārējas sfēras.

Tiek saukta liela organisko vielu grupa, kas molekulā satur bāziskos un skābos centrus kompleksoni.Tās ir daudzbāziskās skābes. Tiek saukti helāti savienojumi, ko veido kompleksoni, mijiedarbojoties ar metāla joniem kompleksonāti,piemēram, magnija kompleksonāts ar etilēndiamīntetraetiķskābi:

Ūdens šķīdumā komplekss pastāv anjonu formā.

Kompleksi un kompleksoni ir vienkāršs komplekss dzīvo organismu savienojumu modelis: aminoskābes, polipeptīdi, olbaltumvielas, nukleīnskābes, fermenti, vitamīni un daudzi citi endogēni savienojumi.

Pašlaik tiek ražots milzīgs sintētisko helātu klāsts ar dažādām funkcionālām grupām. Galveno kompleksonu formulas ir norādītas zemāk:

Kompleksi noteiktos apstākļos var nodrošināt vientuļus elektronu pārus (vairākus) koordinācijas saites veidošanai ar metāla jonu (s-, p- vai d-elementu). Rezultātā veidojas stabili helāta tipa savienojumi ar 4-, 5-, 6- vai 8-locekļu gredzeniem. Šī reakcija notiek plašā pH diapazonā. Atkarībā no pH, veidojas kompleksa veidošanās veids, tā attiecība ar ligandu, dažādas stiprības un šķīdības kompleksonāti. Kompleksonātu veidošanās ķīmiju var attēlot ar EDTA nātrija sāls (Na 2 H 2 Y) vienādojumiem, kas disociējas ūdens šķīdumā: Na 2 H 2 Y → 2Na + + H 2 Y 2- un H 2 Y 2- jons mijiedarbojas ar jonu metāliem, neatkarīgi no metāla katjona oksidācijas stāvokļa, visbiežāk viens metāla jons (1: 1) mijiedarbojas ar vienu kompleksona molekulu. Reakcija norit kvantitatīvi (Кр\u003e 10 9).

Kompleksoniem un kompleksonātiem piemīt amfoteriskās īpašības plašā pH diapazonā, spēja piedalīties oksidēšanās-reducēšanās reakcijās, komplekss, veidojas savienojumi ar dažādām īpašībām atkarībā no metāla oksidācijas stāvokļa, tā koordinācijas piesātinājuma un tiem piemīt elektrofīlas un nukleofīlas īpašības. Tas viss nosaka spēju saistīt milzīgu daļiņu daudzumu, kas ļauj atrisināt lielas un dažādas problēmas ar nelielu reaģenta daudzumu.

Vēl viena neapstrīdama helātu un helātu veidojošo līdzekļu priekšrocība ir zema toksicitāte un spēja pārveidot toksiskas daļiņas

maz toksiskas vai pat bioloģiski aktīvas. Kompleksonātu sadalīšanās produkti organismā neuzkrājas un ir nekaitīgi. Trešā kompleksonātu iezīme ir iespēja tos izmantot kā mikroelementu avotu.

Palielināta sagremojamība ir saistīta ar faktu, ka mikroelements tiek ievadīts bioloģiski aktīvā formā un tam ir augsta membrānas caurlaidība.

7.9. FOSFOROZUS SATUROŠIE METĀLU KOMPLEKSONĀTI - Efektīva mikrovielu un makroelementu konversijas forma bioloģiski aktīvā stāvoklī un modelis ķīmisko elementu bioloģiskās ietekmes izpētei

Koncepcija bioloģiskā aktivitāteaptver plašu parādību loku. No ķīmiskās iedarbības viedokļa ar bioloģiski aktīvām vielām (BAS) parasti saprot vielas, kas var iedarboties uz bioloģiskajām sistēmām, regulējot to vitālo aktivitāti.

Spēja panākt šādu efektu tiek interpretēta kā spēja izpaust bioloģisko aktivitāti. Regulēšana var izpausties stimulēšanas, apspiešanas, noteiktu efektu attīstības sekās. Bioloģiskās aktivitātes ārkārtēja izpausme ir biocīdā darbība,kad biocīda vielas iedarbības rezultātā uz ķermeni pēdējais nomirst. Zemākā koncentrācijā vairumā gadījumu biocīdiem ir stimulējoša, nevis letāla ietekme uz dzīvajiem organismiem.

Pašlaik ir zināms liels skaits šādu vielu. Neskatoties uz to, daudzos gadījumos zināmo bioloģiski aktīvo vielu lietošana tiek izmantota nepietiekami, bieži vien ar efektivitāti, kas ir tālu no maksimālās, un lietošana bieži rada blakusparādības, kuras var novērst, ievadot modificētājus bioloģiski aktīvajās vielās.

Fosforu saturošie kompleksonāti veido savienojumus ar dažādām īpašībām atkarībā no metāla rakstura, oksidācijas stāvokļa, koordinācijas piesātinājuma, hidratācijas apvalka sastāva un struktūras. Tas viss nosaka kompleksa-nāta polifunkcionalitāti, to unikālo spēju pēc subhiohiometriskās iedarbības,

parastā jona iedarbība un nodrošina plašu pielietojumu medicīnā, bioloģijā, ekoloģijā un dažādās tautsaimniecības nozarēs.

Kad kompleksonu koordinē metāla jons, notiek elektronu blīvuma pārdale. Sakarā ar vientuļā elektronu pāra dalību donora un akceptora mijiedarbībā liganda (kompleksona) elektronu blīvums tiek novirzīts uz centrālo atomu. Liganda salīdzinoši negatīvā lādiņa samazināšanās palīdz samazināt reaģentu atgrūšanu no Kulona. Tāpēc koordinētais ligands kļūst pieejamāks nukleofilā reaģenta uzbrukumam ar elektronu blīvuma pārsniegumu reakcijas centrā. Elektronu blīvuma maiņa no helatora uz metāla jonu noved pie relatīva oglekļa atoma pozitīvā lādiņa pieauguma un līdz ar to arī tā uzbrukuma atvieglošanai ar nukleofīlo reaģentu - hidroksiljonu. Hidroksilētais komplekss starp fermentiem, kas katalizē vielmaiņas procesus bioloģiskajās sistēmās, ieņem vienu no centrālajām vietām organisma fermentatīvās darbības un detoksikācijas mehānismā. Fermenta daudzpunktu mijiedarbības rezultātā ar substrātu rodas orientācija, kas nodrošina aktīvo grupu konverģenci aktīvajā centrā un reakcijas pārnešanu intramolekulārajā režīmā pirms reakcijas sākuma un pārejas stāvoklis, kas nodrošina PCM fermentatīvo funkciju.Fermentu molekulās var notikt konformācijas izmaiņas. Koordinācija rada papildu apstākļus redoksa mijiedarbībai starp centrālo jonu un ligandu, jo starp oksidētāju un reducētāju izveidojas tieša saite, kas nodrošina elektronu pāreju. PCM pārejas metāla kompleksus var raksturot ar LM, ML, MLM tipa elektronu pārejām, kurās piedalās gan metāla (M), gan ligandu (L) orbitāles, kuras attiecīgi kompleksā saista donors -akceptoru obligācijas. Kompleksie var kalpot par tiltu, pa kuru daudzkodolu kompleksu elektroni svārstās starp viena vai dažādu elementu centrālajiem atomiem dažādos oksidācijas stāvokļos (elektronu un protonu pārneses kompleksi).Kompleksi nosaka metālu kompleksonātu reducējošās īpašības, kas ļauj tiem piemīt augstas antioksidanta, adaptogēnās īpašības un homeostatiskās funkcijas.

Tātad helātus veidojošie līdzekļi pārveido mikroelementus par bioloģiski aktīvu formu, kas pieejama ķermenim. Tie veido stabilu,

koordinētāk piesātinātas daļiņas, kas nespēj iznīcināt biokompleksus, un līdz ar to arī zemas toksiskās formas. Kompleksonāti darbojas labvēlīgi, pārkāpjot ķermeņa mikroelementu homeostāzi. Pārejas elementu joni kompleksonāta formā darbojas organismā kā faktors, kas nosaka šūnu augsto jutību pret mikroelementiem, piedaloties augstas koncentrācijas gradienta, membrānas potenciāla radīšanā. Pārejas metālu kompleksiem FKM ir bioregulācijas īpašības.

Skābju un bāzisku centru klātbūtne PCM nodrošina amfoteriskās īpašības un to līdzdalību skābju un sārmu līdzsvara (izohidriskā stāvokļa) uzturēšanā.

Palielinoties fosfonisko grupu skaitam kompleksonā, mainās šķīstošo un slikti šķīstošo kompleksu sastāvs un apstākļi. Fosfonisko grupu skaita palielināšanās veicina slikti šķīstošu kompleksu veidošanos plašākā pH diapazonā un novirza to eksistences reģionu uz skābo reģionu. Kompleksu sadalīšanās notiek pie pH, kas pārsniedz 9.

Kompleksiju ar kompleksoniem izpēte ļāva izstrādāt metodes bioregulatoru sintēzei:

Ilgstošas \u200b\u200bdarbības augšanas stimulatori koloidāli ķīmiskā formā ir titāna un dzelzs polinukleāri homo- un heterokompleksi savienojumi;

Augšanas stimulatori ūdenī šķīstošā formā. Tie ir jauktu ligandu titāna helātu veidotāji, kuru pamatā ir helātus veidojošie līdzekļi, un neorganisks ligands;

Augšanas inhibitori - fosforu saturoši s-elementu kompleksoni.

Sintezēto zāļu bioloģiskā ietekme uz augšanu un attīstību tika pētīta hroniskā eksperimentā ar augiem, dzīvniekiem un cilvēkiem.

Bioregulācija- Tas ir jauns zinātniskais virziens, kas ļauj regulēt bioķīmisko procesu virzienu un intensitāti, kurus var plaši izmantot medicīnā, lopkopībā un augu audzēšanā. Tas ir saistīts ar metožu izstrādi ķermeņa fizioloģiskās funkcijas atjaunošanai, lai novērstu un ārstētu slimības un ar vecumu saistītas patoloģijas. Kompleksus un uz tiem balstītus kompleksus savienojumus var klasificēt kā daudzsološus bioloģiski aktīvus savienojumus. Pētījums par viņu bioloģisko darbību hroniskā eksperimentā parādīja, ka ķīmija ir nonākusi ārstu rokās,

mājlopu audzētāji, agronomi un biologi ir daudzsološs jauns rīks, kas ļauj viņiem aktīvi ietekmēt dzīvo šūnu, regulēt uztura apstākļus, dzīvo organismu augšanu un attīstību.

Izmantoto helātu un helātu veidojošo vielu toksicitātes pētījums parādīja, ka zāļu iedarbība uz asinsrades orgāniem, asinsspiedienu, uzbudināmību, elpošanas ātrumu pilnībā nav novērota: aknu funkcijas izmaiņas netika novērotas, toksikoloģiska ietekme uz tika atklāta audu un orgānu morfoloģija. OEDP kālija sāls neuzrāda toksicitāti, ja tā ir 5-10 reizes lielāka par terapeitisko devu (10-20 mg / kg), ja to pārbauda 181 dienu. Tāpēc helātus veidojošie līdzekļi ir zema toksicitātes savienojumi. Tos lieto kā zāles, lai apkarotu vīrusu slimības, saindēšanos ar smagajiem metāliem un radioaktīvajiem elementiem, traucētu kalcija metabolismu, endēmiskās slimības un mikroelementa nelīdzsvarotību organismā. Fosforu saturošie kompleksi un kompleksonāti netiek pakļauti fotolīzei.

Pakāpeniska vides piesārņošana ar smagajiem metāliem - cilvēku saimnieciskās darbības produktiem - ir pastāvīgs vides faktors. Viņi var uzkrāties ķermenī. To pārmērība un trūkums izraisa ķermeņa intoksikāciju.

Metāla helātus veidojošie līdzekļi organismā saglabā liganda (helātu veidojošā līdzekļa) helātu iedarbību un ir neaizstājami, lai uzturētu metāla liganda homeostāzi. Iekļautie smagie metāli organismā zināmā mērā tiek neitralizēti, un zemā rezorbcijas spēja novērš metālu pārnesi gar trofiskām ķēdēm, kā rezultātā tas noved pie zināmas to toksiskās iedarbības "biominizācijas", kas ir īpaši svarīgi Urālu reģionā. Piemēram, brīvais svina jons pieder pie tiola indēm, un spēcīgajam svina kompleksonātam ar etilēndiamīntetraetiķskābi ir maz toksicitātes. Tāpēc augu un dzīvnieku detoksikācija sastāv no metāla kompleksonātu izmantošanas. Tas ir balstīts uz diviem termodinamiskiem principiem: to spēju veidot stipras saites ar toksiskām daļiņām, pārvēršot tos slikti šķīstošos vai stabilos savienojumos ūdens šķīdumā; viņu nespēja iznīcināt endogēnos biokompleksus. Šajā sakarā mēs uzskatām par svarīgu virzienu cīņā pret ekoloģisko saindēšanos un videi draudzīgu produktu iegūšanu - tā ir sarežģīta augu un dzīvnieku terapija.

Pārstrādes rūpnīcu ar dažādu metālu kompleksonātiem ietekmes izpēte intensīvas kultivēšanas tehnoloģijas ietvaros

kartupeļi kartupeļu bumbuļu mikroelementu sastāvam. Bumbuļu paraugi saturēja 105-116 mg / kg dzelzs, 16-20 mg / kg mangāna, 13-18 mg / kg vara un 11-15 mg / kg cinka. Mikroelementu attiecība un saturs ir tipisks augu audiem. Bumbuļiem, kas audzēti ar metāla kompleksonātiem un bez tiem, praktiski ir vienāds elementārais sastāvs. Helātu izmantošana nerada apstākļus smago metālu uzkrāšanai bumbuļos. Kompleksonātus mazākā mērā nekā metāla jonus sorbē augsne, tie ir izturīgi pret tā mikrobioloģisko iedarbību, kas ļauj tiem ilgu laiku palikt augsnes šķīdumā. Sekas 3-4 gadi. Viņi lieliski sader ar dažādiem pesticīdiem. Sarežģītajam metālam ir mazāka toksicitāte. Fosforu saturoši metāla kompleksonāti nekairina acu gļotādu un nebojā ādu. Sensibilizējošas īpašības nav noteiktas, titāna kompleksonātu kumulatīvās īpašības nav izteiktas, un dažās tās ir ļoti vājas. Kumulācijas koeficients ir 0,9-3,0, kas norāda uz zemu potenciālu hroniskas saindēšanās ar narkotikām bīstamību.

Fosforu saturošo kompleksu pamatā ir fosforogļūdeņraža saite (CP), kas sastopama arī bioloģiskajās sistēmās. Tā ir šūnu membrānu fosfonolipīdu, fosfonoglikānu un fosfoproteīnu daļa. Aminofosfoniskos savienojumus saturošie lipīdi ir izturīgi pret fermentatīvo hidrolīzi, nodrošina stabilitāti un līdz ar to arī normālu ārējo šūnu membrānu darbību. Pirofosfātu sintētiskie analogi - difosfonāti (Р-С-Р) vai (Р-С-С-Р) lielās devās izjauc kalcija metabolismu, un mazās devās to normalizē. Difosfonāti ir efektīvi hiperlipēmijas gadījumā un ir daudzsološi farmakoloģiski.

Difosfonāti, kas satur P-C-P saites, ir biosistēmu strukturālie elementi. Tie ir bioloģiski efektīvi un ir analogi pirofosfātiem. Ir pierādīts, ka difosfonāti ir efektīvs dažādu slimību ārstēšanas līdzeklis. Difosfonāti ir aktīvi kaulu mineralizācijas un rezorbcijas inhibitori. Kompleksi pārveido mikroelementus par bioloģiski aktīvu formu, kas pieejama ķermenim, veido stabilas, vairāk koordinācijas piesātinātas daļiņas, kas nespēj iznīcināt biokompleksus, un tāpēc maz toksiskas formas. Tie nosaka šūnu augsto jutību pret mikroelementiem, piedaloties augstas koncentrācijas gradienta veidošanā. Spēj piedalīties daudzkodolu titāna savienojumu heteronukleāro veidošanā

cita veida - elektronu un protonu pārneses kompleksi, lai piedalītos vielmaiņas procesu bioregulācijā, ķermeņa pretestība, spēja veidot saites ar toksiskām daļiņām, pārvēršot tās par slikti šķīstošiem vai šķīstošiem, stabiliem, nesagraujošiem endogēniem kompleksiem. Tādēļ to izmantošana detoksikācijai, izvadīšanai no organisma, videi draudzīgu produktu iegūšanai (kompleksa terapija), kā arī rūpniecībā neorganisko skābju un pārejas metālu sāļu rūpniecisko atkritumu reģenerācijai un iznīcināšanai ir ļoti daudzsološa.

7.10. LIGANDEKSAIMNIECĪBA UN METĀLA APMAIŅA

LĪDZSVARS. HELATOTERAPIJA

Ja sistēmā ir vairāki ligandi ar vienu metāla jonu vai vairāki metāla joni ar vienu ligandu, kas spēj veidot sarežģītus savienojumus, tad tiek novēroti konkurējoši procesi: pirmajā gadījumā ligandu apmaiņas līdzsvars ir konkurence starp ligandiem par metāla jonu, otrajā Gadījumā, metālu apmaiņas līdzsvars ir konkurence starp metālu joniem par ligandu. Dominējošais process būs visizturīgākā kompleksa veidošanās. Piemēram, šķīdums satur jonus: magniju, cinku, dzelzi (III), varu, hromu (II), dzelzi (II) un mangānu (II). Ja šajā šķīdumā ievada nelielu daudzumu etilēndiamīntetraetiķskābes (EDTA), rodas konkurence starp metāla joniem un saistīšanos ar dzelzs (III) kompleksu, jo tas veido visstabilāko kompleksu ar EDTA.

Ķermenis pastāvīgi mijiedarbojas ar biometāliem (Mb) un bioligandiem (Lb), vitāli svarīgu biokompleksu veidošanos un iznīcināšanu (MbLb):

Cilvēku, dzīvnieku un augu ķermenī ir dažādi mehānismi, kā aizsargāt un uzturēt šo līdzsvaru no dažādiem ksenobiotikām (svešām vielām), ieskaitot smago metālu jonus. Smago metālu joni, kas nav saistīti ar kompleksu, un to hidroksokompleksi ir toksiskas daļiņas (MT). Šajos gadījumos kopā ar dabiskā metāla-liganda līdzsvaru var rasties jauns līdzsvars, veidojoties stabilākiem svešzemju kompleksiem, kas satur toksiskus metālus (МтLb) vai toksiskus ligandus (МbLt), kas neatbilst

nepieciešamās bioloģiskās funkcijas. Kad organismā nonāk eksogēnas toksiskas daļiņas, rodas kombinēti līdzsvara apstākļi un rezultātā konkurence starp procesiem. Dominējošais process ir tas, kas noved pie visizturīgākā kompleksa savienojuma veidošanās:

Metāla liganda homeostāzes pārkāpumi izraisa vielmaiņas traucējumus, kavē enzīmu darbību, iznīcina svarīgus metabolītus, piemēram, ATP, šūnu membrānas un izjauc jonu koncentrācijas gradientu šūnās. Tāpēc tiek veidotas mākslīgās aizsardzības sistēmas. Helātu terapija (kompleksa terapija) šajā metodē ieņem pienācīgu vietu.

Helātu terapija ir toksisko daļiņu izvadīšana no ķermeņa, pamatojoties uz to helātu veidošanos ar s-elementu kompleksonātiem. Zāles, ko lieto organismā iekļauto toksisko daļiņu atdalīšanai, sauc par detoksikatoriem.(Lg). Toksisko daļiņu helāts ar metāla helātu veidojošajiem līdzekļiem (Lg) toksiskos metāla jonus (Mt) pārveido par netoksiskām (MtLg) saistītām formām, kas piemērotas izolācijai un caurlaidībai caur membrānām, transportēšanai un izvadīšanai no ķermeņa. Viņi saglabā helātu iedarbību organismā gan attiecībā uz ligandu (kompleksonu), gan metāla jonu. Tas nodrošina ķermenim metāla liganda homeostāzi. Tāpēc kompleksonātu izmantošana medicīnā, lopkopībā, augu audzēšanā nodrošina ķermeņa detoksikāciju.

Helātu terapijas termodinamikas pamatprincipus var formulēt divās pozīcijās.

I. Detoksikatoram (Lg) efektīvi jāsaista toksiskie joni (Mt, Lt), jaunizveidotajiem savienojumiem (MtLg) jābūt spēcīgākiem par organismā esošajiem:

II. Detoksikatoram nevajadzētu iznīcināt vitāli sarežģītus savienojumus (MBLb); savienojumiem, kas var veidoties detoksikatora un biometāla jonu (MBLg) mijiedarbības laikā, jābūt mazāk spēcīgiem nekā organismā esošajiem:

7.11. KOMPLEKSU UN KOMPLEKSONU PIEMĒROŠANA ZĀLĒ

Kompleksu molekulās praktiski nenotiek šķelšanās vai nekādas izmaiņas bioloģiskajā vidē, kas ir to svarīgā farmakoloģiskā iezīme. Kompleksoni nešķīst lipīdos un labi šķīst ūdenī, tāpēc tie neiekļūst vai slikti iekļūst caur šūnu membrānām, un tāpēc: 1) zarnās neizdalās; 2) kompleksa kompleksu absorbcija notiek tikai tad, kad tos injicē (iekšķīgi lieto tikai penicilamīnu); 3) kompleksoni organismā cirkulē galvenokārt ārpusšūnu telpā; 4) izvadīšana no organisma tiek veikta galvenokārt caur nierēm. Šis process ir ātrs.

Tiek sauktas vielas, kas novērš indes ietekmi uz bioloģiskajām struktūrām un inaktivē indes, izmantojot ķīmiskas reakcijas pretindes.

Viens no pirmajiem helātu terapijā izmantotajiem antidotiem ir Lielbritānijas anti-Lewisite (BAL). Pašlaik lietotais unitiols:

Šīs zāles efektīvi izvada no organisma arsēnu, dzīvsudrabu, hromu un bismutu. Visplašāk izmanto saindēšanos ar cinku, kadmiju, svinu un dzīvsudrabu veidojošiem helātiem un helātiem. To izmantošana balstās uz spēcīgāku kompleksu veidošanos ar metālu joniem nekā to pašu jonu kompleksi ar sēru saturošām olbaltumvielu, aminoskābju un ogļhidrātu grupām. Svina eliminācijai tiek izmantoti preparāti, kuru pamatā ir EDTA. Zāļu ievadīšana organismā lielās devās ir bīstama, jo tās saista kalcija jonus, kas izraisa daudzu funkciju pārkāpumu. Tāpēc piesakieties tetacīns(CaNa 2 EDTA), ko izmanto svina, kadmija, dzīvsudraba, itrija, cerija un citu retzemju metālu un kobalta atdalīšanai.

Kopš tetacīna pirmās terapeitiskās lietošanas 1952. gadā šīs zāles ir plaši izmantotas arodslimību klīnikā un joprojām ir neaizstājams antidots. Tetacīna darbības mehānisms ir diezgan interesants. Joni-toksiskie līdzekļi izspiež koordinēto kalcija jonu no tetacīna, jo veidojas spēcīgākas saites ar skābekli un EDTA. Savukārt kalcija jons izspiež divus atlikušos nātrija jonus:

Tetacīns tiek ievadīts ķermenī 5-10% šķīduma veidā, kura pamatā ir fizioloģiskais fizioloģiskais šķīdums. Tātad jau pēc 1,5 stundām pēc intraperitoneālās injekcijas organismā paliek 15% no ievadītās tetacīna devas, pēc 6 stundām - 3% un pēc 2 dienām - tikai 0,5%. Efektīvi un ātri zāles darbojas, lietojot tetacīna inhalācijas metodi. Tas ātri uzsūcas un ilgu laiku cirkulē asinīs. Turklāt tetacīnu lieto, lai pasargātu no gāzes gangrēnas. Tas kavē cinka un kobalta jonu darbību, kas ir fermenta lecitināzes, kas ir gāzes gangrēna toksīns, aktivatori.

Toksisko vielu saistīšana ar tetacīnu maz toksiskā un izturīgākā helātu kompleksā, kas netiek iznīcināts un viegli izdalās no organisma caur nierēm, nodrošina detoksikāciju un līdzsvarotu minerālvielu uzturu. Pēc struktūras un sastāva tuvu iepriekšējam

paratāma EDTA ir dietilēntriamīna-pentaetiķskābes (CaNa 3 DTPA) nātrija-kalcija sāls - pentacīnsun dietilēntriaminepentafosfonskābes nātrija sāls (Na 6 DTPP) - trimefa-cyn.Pentacīnu galvenokārt izmanto saindēšanai ar dzelzs, kadmija un svina savienojumiem, kā arī radionuklīdu (tehnēcija, plutonija, urāna) atdalīšanai.

Etilēndiamīna diizopropilfosfonskābes nātrija sāls (CaNa 2 EDTP) fosficīnsto veiksmīgi izmanto dzīvsudraba, svina, berilija, mangāna, aktinīdu un citu metālu izvadīšanai no ķermeņa. Kompleksonāti ļoti efektīvi noņem dažus toksiskus anjonus. Piemēram, kobalta (II) etilēndiamīna tetraacetātu, kas veido jauktu ligandu kompleksu ar CN -, var ieteikt kā pretindu saindēšanās ar cianīdu gadījumā. Līdzīgs princips ir toksisko organisko vielu, tostarp pesticīdu, atdalīšanas metodēs, kas satur funkcionālās grupas ar donoru atomiem, kas spēj mijiedarboties ar metāla kompleksu.

Efektīvas zāles ir sukcimērs(dimerkaptos dzintarskābe, dimerkaptosukcīnskābe, hemets). Tas stingri saista gandrīz visus toksiskos līdzekļus (Hg, As, Pb, Cd), bet no organisma izvada biogēno elementu (Cu, Fe, Zn, Co) jonus, tāpēc to gandrīz nekad neizmanto.

Fosfora kompleksonāti ir spēcīgi kalcija fosfātu un oksalātu kristālu veidošanās inhibitori. Kā anti-kalcinējošs līdzeklis urolitiāzes ārstēšanā ir ierosināts ksidifons, HEDP kālija-nātrija sāls. Difosfonāti turklāt minimālās devās palielina kalcija iekļaušanos kaulu audos, novērš tā patoloģisko izdalīšanos no kauliem. HEDP un citi difosfonāti novērš dažāda veida osteoporozi, ieskaitot nieru osteodistrofiju, periodonta

iznīcināšana, kā arī transplantētā kaula iznīcināšana dzīvniekiem. Ir aprakstīta arī HEDP antiaterosklerotiskā iedarbība.

ASV ir ierosināti vairāki difosfonāti, jo īpaši HEDP, kā farmaceitiski līdzekļi cilvēku un dzīvnieku ārstēšanai, kuri cieš no metastātiska kaulu vēža. Regulējot membrānu caurlaidību, difosfonāti veicina pretvēža zāļu transportēšanu šūnā un tādējādi dažādu vēža efektīvu ārstēšanu.

Viena no mūsdienu medicīnas steidzamajām problēmām ir dažādu slimību ekspresdiagnostikas problēma. Šajā aspektā neapšaubāmi interesē jauna preparātu klase, kas satur katjonus, kas spēj veikt zondes funkcijas - radioaktīvā magnētiskā relaksācija un fluorescējošās etiķetes. Kā radiofarmaceitisko līdzekļu galvenās sastāvdaļas tiek izmantoti dažu metālu radioizotopi. Šo izotopu katjonu helatēšana ar helātu veidojošām vielām ļauj palielināt to toksikoloģisko pieņemamību organismam, atvieglot to transportēšanu un noteiktās robežās nodrošināt koncentrācijas selektivitāti noteiktos orgānos.

Norādītie piemēri nekādā ziņā neizsmeļ visas kompleksonātu lietošanas formas medicīnā. Tātad magnija etilēndiamīntetraacetāta dikalija sāls tiek izmantots, lai regulētu šķidruma saturu audos patoloģijā. EDTA lieto kā daļu no antikoagulantu suspensijām, ko lieto asins plazmas atdalīšanai, kā adenozīna trifosfāta stabilizatoru glikozes noteikšanai asinīs, kontaktlēcu izgaismošanā un uzglabāšanā. Reimatoīdo slimību ārstēšanā difosfonātus plaši izmanto. Tie ir īpaši efektīvi kā pretartrīta līdzekļi kombinācijā ar pretiekaisuma līdzekļiem.

7.12. KOMPLEKSI AR MAKROCIKLU SAVIENOJUMIEM

Starp dabīgiem kompleksiem savienojumiem īpašu vietu aizņem makrokompleksi, kuru pamatā ir cikliski polipeptīdi, kas satur noteiktu izmēru iekšējās dobumus, kuros ir vairākas skābekli saturošas grupas, kas spēj saistīt šo metālu katjonus, ieskaitot nātriju un kāliju, kuru izmēri atbilst dobuma izmēriem. Šādas vielas, atrodoties bioloģiskā sastāvā

Attēls: 7.2.Valinomicīna K + jonu komplekss

ķīmiskie materiāli nodrošina jonu transportēšanu caur membrānām, tāpēc tos sauc jonofori.Piemēram, valinomicīns transportē kālija jonu pa membrānu (7.2. Attēls).

Ar cita polipeptīda palīdzību - gramicidīns Anātrija katjonu transportēšanu veic releja mehānisms. Šis polipeptīds tiek velmēts "mēģenē", kuras iekšējā virsma ir izklāta ar skābekli saturošām grupām. Rezultāts ir

pietiekami garš hidrofils kanāls ar noteiktu sekciju, kas atbilst nātrija jona lielumam. Nātrija jons, nokļūstot hidrofilajā kanālā no vienas puses, tiek pārnests no vienas uz citām skābekļa grupām, piemēram, releju skrējiens pa jonu vadošo kanālu.

Tātad cikliskai polipeptīda molekulai ir intramolekulāra dobums, kurā pēc atslēgas un slēdzenes principa var iekļūt noteikta lieluma un ģeometrijas substrāts. Šādu iekšējo receptoru dobumu ierobežo aktīvi centri (endoreceptori). Atkarībā no metāla jonu rakstura var rasties nekovalenta mijiedarbība (elektrostatiska, ūdeņraža saišu veidošanās, van der Vālsa spēki) ar sārmu metāliem un kovalenta ar sārma zemes metāliem. Tā rezultātā supramolekulas- kompleksi asociētie, kas sastāv no divām vai vairākām daļiņām, kuras kopā satur starpmolekulāri spēki.

Dzīvajā dabā visizplatītākie ir tetradentātu makrocikli - porfīni un korinoīdi, kas pēc struktūras ir līdzīgi.Tetradenta ciklu var shematiski attēlot šādā formā (7.3. Att.), Kur loki apzīmē tāda paša veida oglekļa ķēdes, kas slēgtā ciklā savieno donora slāpekļa atomus; R1, R2, R3, P4 ir ogļūdeņraža radikāļi; M n + ir metāla jons: hlorofilā ir Mg 2+ jons, hemoglobīnā Fe 2+ jons, hemocianīnā Cu 2+ jons, B 12 vitamīnā (kobalamīns) Co 3+ jons. .

Donora slāpekļa atomi atrodas kvadrāta stūros (norāda ar punktētu līniju). Tie ir cieši koordinēti kosmosā. tāpēc

porfirīni un korinoīdi veido spēcīgus kompleksus ar dažādu elementu un pat sārmzemju metālu katjoniem. Ir svarīgi, lai neatkarīgi no liganda dentitātes, ķīmisko saiti un kompleksa struktūru nosaka donora atomi.Piemēram, vara kompleksiem ar NH3, etilēndiamīnu un porfirīnu ir vienāda kvadrātveida struktūra un līdzīga elektroniskā konfigurācija. Bet polidentāta ligandi daudz spēcīgāk saistās ar metāla joniem nekā monodentāti ligandi

Attēls: 7.3.Tetradentāta makrocikls

ar tiem pašiem donoru atomiem. Etilēndiamīna kompleksu stiprums ir par 8-10 lieluma pakāpēm lielāks nekā to pašu metālu stiprums ar amonjaku.

Tiek saukti metāla jonu bioorganiskie kompleksi ar olbaltumvielām bioklusteri -metāla jonu kompleksi ar makrocikliskiem savienojumiem (7.4. att.).

Attēls: 7.4.Noteiktu izmēru olbaltumvielu kompleksu ar d-elementu joniem bioklusteru struktūras shematisks attēlojums. Olbaltumvielu molekulas mijiedarbības veidi. M n + - aktīvā centra metāla jons

Bioklustera iekšpusē ir dobums. Tas ietver metālu, kas mijiedarbojas ar savienojošo grupu donoru atomiem: OH-, SH-, COO-, -NH2, olbaltumvielām, aminoskābēm. Slavenākais metallofer-

centi (karboanhidrāze, ksantīna oksidāze, citohromi) ir bioklusteri, kuru dobumi veido attiecīgi Zn, Mo, Fe saturošu enzīmu centrus.

7.13. DAUDZKODU KOMPLEKSI

Heterovalenti un heteronukleāri kompleksi

Tiek saukti kompleksi, kas ietver vairākus viena vai dažādu elementu centrālos atomus daudzkodolu.Daudzkodolu kompleksu veidošanās iespēju nosaka dažu ligandu spēja saistīties ar diviem vai trim metāla joniem. Šādus ligandus sauc tilts.Respektīvi tiltstiek saukti arī kompleksi. Principā ir iespējami arī monatomiskie tilti, piemēram:

Viņi izmanto vientuļus elektronu pārus, kas pieder vienam un tam pašam atomam. Tiltu lomu var spēlēt daudzatomu ligandi.Šādos tiltos tiek izmantoti vientuļi elektronu pāri, kas pieder dažādiem atomiem daudzatomu ligands.

A.A. Grīnbergs un F.M. Filinovs pētīja savienojuma savienojošos savienojumus, kuros ligands saista tā paša metāla sarežģītus savienojumus, bet dažādos oksidācijas stāvokļos. G. Taube viņus nosauca elektronu pārneses kompleksi.Viņš pētīja elektronu pārneses reakcijas starp dažādu metālu centrālajiem atomiem. Sistemātiski redoksreakciju kinētikas un mehānisma pētījumi ir ļāvuši secināt, ka elektrona pārnešana starp diviem pro

nāk caur izveidoto liganda tiltu. Elektrona apmaiņa starp 2 + un 2 + notiek, veidojot starpposma tiltu kompleksu (7.5. Att.). Elektronu pārnese notiek caur hlorīdu savienojošu ligandu, kā rezultātā veidojas 2 + kompleksi; 2+.

Attēls: 7.5.Elektronu pārnese starpposma daudzkodolu kompleksā

Izmantojot organiskos ligandus, kas satur vairākas donoru grupas, iegūti ļoti dažādi polinukleāro kompleksu veidi. To veidošanās nosacījums ir tāds donoru grupu izvietojums ligandā, kas neļauj helātu gredzeniem aizvērt. Nav nekas neparasts, ka ligands aizver helātu ciklu un vienlaikus darbojas kā savienojošais.

Aktīvais elektronu pārneses princips ir pārejas metāli, kuriem ir vairāki stabili oksidēšanās stāvokļi. Tas dod titāna, dzelzs un vara joniem ideālas elektronu nesēju īpašības. Heterovalentu (HVC) un heteronukleāro kompleksu (HNC) veidošanās iespēju kopums, pamatojoties uz Ti un Fe, parādīts attēlā. 7.6.

Reakcija

Tiek saukta reakcija (1) krusteniska reakcija.Apmaiņas reakcijās starpprodukti būs heterovalenti kompleksi. Visi teorētiski iespējamie kompleksi noteiktos apstākļos faktiski tiek veidoti šķīdumā, ko ir pierādījuši dažādi fizikāli ķīmiskie

Attēls: 7.6.Ti un Fe saturošu heterovalentu kompleksu un heteronukleāro kompleksu veidošanās

metodes. Lai pārsūtītu elektronus, reaģentiem jābūt tuvu enerģijai. Šo prasību sauc par Franka-Kondona principu. Elektrona pārnešana var notikt starp viena un tā paša pārejas elementa atomiem, kas atrodas dažādos HVC oksidācijas stāvokļos, vai starp dažādiem HNC elementiem, kuru metalocentru raksturs ir atšķirīgs. Šos savienojumus var definēt kā elektronu pārneses kompleksus. Tie ir ērti elektronu un protonu nesēji bioloģiskajās sistēmās. Elektrona pievienošana un atbrīvošana izraisa izmaiņas tikai metāla elektroniskajā konfigurācijā, nemainot kompleksa organiskās sastāvdaļas struktūru.Visiem šiem elementiem ir vairāki stabili oksidēšanās stāvokļi (Ti +3 un +4; Fe +2 un +3; Cu +1 un +2). Mūsuprāt, daba šīm sistēmām ir piešķīrusi unikālu lomu, lai nodrošinātu bioķīmisko procesu atgriezeniskumu ar minimālu enerģijas patēriņu. Atgriezeniskas reakcijas ietver reakcijas ar termodinamiskām un termoķīmiskām konstantēm no 10 līdz 3 līdz 10 3 un ar nelielu vērtību ΔG o un E oprocesi. Šādos apstākļos izejvielas un reakcijas produkti var būt salīdzināmās koncentrācijās. Mainot tos noteiktā diapazonā, ir viegli panākt procesa atgriezeniskumu, tāpēc bioloģiskajās sistēmās daudziem procesiem ir svārstību (viļņu) raksturs. Redoksa sistēmas, kas satur iepriekš minētos pārus, aptver plašu potenciālu loku, kas ļauj tiem uzsākt mijiedarbību kopā ar mērenām Δ izmaiņām Ejun E °, ar daudziem substrātiem.

HVA un HNA veidošanās varbūtība ievērojami palielinās, ja šķīdums satur potenciāli savienojošus ligandus, t.i. molekulas vai joni (aminoskābes, hidroksi skābes, helātus veidojošie līdzekļi utt.), kas spēj vienlaikus saistīt divus metāla centrus. Elektronu delokalizācijas iespēja HVC palīdz samazināt kompleksa kopējo enerģiju.

Reālistiskāks iespējamo GWC un HNC veidošanās variantu kopums, kurā metāla centru raksturs ir atšķirīgs, ir redzams attēlā. 7.6. Detalizēts HVC un HNC veidošanās apraksts un to loma bioķīmiskajās sistēmās tiek apsvērta A.N. Glebova (1997). Redoksa pāri ir strukturāli jāpielāgo viens otram, tad ir iespējama pārsūtīšana. Izvēloties šķīduma komponentus, ir iespējams "pagarināt" attālumu, pa kuru elektrons tiek pārnests no reducētāja uz oksidētāju. Ar daļiņu koordinētu kustību elektronu var pārnest lielos attālumos ar viļņu mehānismu. Kā "koridoru" var izmantot hidratētu olbaltumvielu ķēdi utt. Elektronu pārneses varbūtība attālumā līdz 100A ir liela. "Koridora" garumu var palielināt ar piedevām (sārmu metālu joniem, fona elektrolītiem). Tas paver lielas iespējas GWC un HNC sastāva un īpašību kontroles jomā. Risinājumos viņi spēlē sava veida "melno kasti", kas piepildīta ar elektroniem un protoniem. Atkarībā no apstākļiem viņš var tos nodot citiem komponentiem vai papildināt savus "krājumus". Reakciju atgriezeniskums ar viņu līdzdalību ļauj atkārtoti piedalīties cikliskos procesos. Elektroni pārvietojas no viena metāla centra uz otru, svārstās starp tiem. Kompleksa molekula paliek asimetriska un var piedalīties redoksa procesos. GVK un GNK aktīvi piedalās oscilācijas procesos bioloģiskajā vidē. Šāda veida reakcijas sauc par svārstību reakcijām.Tie ir sastopami fermentatīvajā katalīzē, olbaltumvielu sintēzē un citos bioķīmiskos procesos, kas pavada bioloģiskas parādības. Tas ietver periodiskus šūnu vielmaiņas procesus, aktivitātes viļņus sirds audos, smadzeņu audos un procesus, kas notiek ekoloģisko sistēmu līmenī. Svarīgs vielmaiņas posms ir ūdeņraža izvadīšana no barības vielām. Tajā pašā laikā ūdeņraža atomi pāriet jonu stāvoklī, un no tiem atdalītie elektroni nonāk elpošanas ķēdē un atdod savu enerģiju ATP veidošanai. Kā mēs esam noskaidrojuši, titāna kompleksonāti ir aktīvi ne tikai elektronu, bet arī protonu nesēji. Titāna jonu spēju spēlēt savu lomu tādu enzīmu kā katalāzes, peroksidāzes un citohromu aktīvajā centrā nosaka tā augstā spēja veidot kompleksus, veidot koordinēta jona ģeometriju, veidot daudzkodolu HVA un dažādu sastāvu HNA un īpašības atkarībā no pH, pārejas elementa Ti un kompleksa organiskā komponenta koncentrācija, to molārā attiecība. Šī spēja izpaužas kā kompleksa selektivitātes palielināšanās

attiecībā uz substrātiem, vielmaiņas procesu produktiem, saišu aktivizēšanu kompleksā (enzīmā) un substrātā, saskaņojot un mainot substrāta formu atbilstoši aktīvā centra steriskajām prasībām.

Elektroķīmiskās transformācijas ķermenī, kas saistītas ar elektronu pārnešanu, papildina daļiņu oksidācijas stāvokļa izmaiņas un redokspotenciāla parādīšanās šķīdumā. Svarīga loma šajās transformācijās ir daudzkodolu kompleksiem GVK un GNK. Viņi ir aktīvi brīvo radikāļu procesu regulatori, reaktīvo skābekļa sugu, ūdeņraža peroksīda, oksidētāju un radikāļu izmantošanas sistēma, un tie ir iesaistīti substrātu oksidēšanā, kā arī antioksidanta homeostāzes uzturēšanā, ķermeņa aizsardzībā no oksidatīvā stresa .To fermentatīvā ietekme uz biosistēmām ir līdzīga fermentiem (citohromam, superoksīda dismutāzei, katalāzei, peroksidāzei, glutationa reduktāzei, dehidrogenāzēm). Tas viss norāda uz pārejas elementu kompleksonātu augstajām antioksidanta īpašībām.

7.14. JAUTĀJUMI UN UZDEVUMI PAŠPĀRBAUDES SAGATAVOŠANAI Vingrinājumiem un eksāmeniem

1. Sniegt komplekso savienojumu jēdzienu. Ar ko tie atšķiras no dubultajiem sāļiem, un kas viņiem ir kopīgs?

2. Izgatavojiet kompleksu savienojumu formulas pēc nosaukuma: amonija dihidroksotetrachloroplatināts (IV), triammintrinitroko-balt (III), norādiet to īpašības; norāda iekšējo un ārējo koordinācijas jomu; centrālais jons un tā oksidācijas stāvoklis: ligandi, to skaits un zobs; savienojumu raksturs. Uzrakstiet disociācijas vienādojumu ūdens šķīdumā un izteiciet stabilitātes konstanti.

3. Komplekso savienojumu vispārīgās īpašības, disociācija, kompleksu stabilitāte, kompleksu ķīmiskās īpašības.

4. Kā kompleksu reaktivitāti raksturo no termodinamiskās un kinētiskās pozīcijas?

5. Kuri aminokompleksi būs izturīgāki par tetraamino-varu (II) un kuri būs mazāk spēcīgi?

6. Sniedziet makrociklisko kompleksu, ko veido sārmu metālu joni, piemērus; d-elementu joni.

7. Uz kāda pamata kompleksi tiek klasificēti kā helāti? Sniedziet helātu un bez helātu kompleksu savienojumu piemērus.

8. Izmantojot vara glicināta piemēru, norādiet intrakompleksu savienojumu jēdzienu. Uzrakstiet magnija kompleksonāta ar etilēndiamīntetraetiķskābi nātrija formā strukturālo formulu.

9. Dodiet polinukleārā kompleksa shematisku strukturālo fragmentu.

10. Sniedziet polinukleāro, heteronukleāro un heterovalentu kompleksu definīciju. Pārejas metālu loma to veidošanā. Šo komponentu bioloģiskā loma.

11. Kāda veida ķīmiskās saites atrodamas sarežģītos savienojumos?

12. Uzskaitiet galvenos atomu orbitāļu hibridizācijas veidus, kas var notikt pie kompleksa centrālā atoma. Kāda ir kompleksa ģeometrija atkarībā no hibridizācijas veida?

13. Pamatojoties uz s-, p- un d-bloku elementu atomu elektronisko struktūru, salīdziniet spēju veidot kompleksus un to vietu kompleksu ķīmijā.

14. Sniedziet helātu un helātu veidojošo vielu definīciju. Sniedziet piemērus par visbiežāk izmantotajiem bioloģijā un medicīnā. Norādiet termodinamiskos principus, uz kuriem balstās helātu terapija. Kompleksonātu izmantošana ksenobiotiku neitralizēšanai un izvadīšanai no organisma.

15. Apsveriet galvenos metāla liganda homeostāzes pārkāpuma gadījumus cilvēka ķermenī.

16. Sniedziet biokompleksu savienojumu piemērus, kas satur dzelzi, kobaltu, cinku.

17. Konkurējošo procesu, kas saistīti ar hemoglobīnu, piemēri.

18. Metālu jonu loma fermentos.

19. Paskaidrojiet, kāpēc kobaltam kompleksos ar sarežģītiem (polidentāta) ligandiem oksidācijas pakāpe +3 ir stabilāka, un parastajos sāļos, piemēram, halogenīdos, sulfātos, nitrātos, oksidācijas stāvoklī +2?

20. Varam raksturīgi oksidācijas stāvokļi +1 un +2. Vai var var katalizēt elektronu pārneses reakcijas?

21. Vai cinks var katalizēt redoksreakcijas?

22. Kāds ir dzīvsudraba kā indes darbības mehānisms?

23. Norādiet reakcijā skābi un bāzi:

AgNO3 + 2NH3 \u003d NO3.

24. Paskaidrojiet, kāpēc kā zāles lieto nātrija hidroksietilidēndifosfonskābes kālija sāli, nevis HEDP.

25. Kā elektronu transportēšana organismā tiek veikta ar metāla jonu palīdzību, kas veido biokompleksus savienojumus?

7.15. TESTA PROBLĒMAS

1. Centrālā atoma oksidācijas stāvoklis kompleksajā jonā ir 2–2 ir vienāds ar:

a) -4;

b) +2;

2;

d) +4.

2. Visstabilākais kompleksais jons:

a) 2-, Kn \u003d 8,5x10-15;

b) 2-, Kn \u003d 1,5x10 -30;

c) 2-, Kn \u003d 4x10 -42;

d) 2-, Kn \u003d 1x10 -21.

3. Šķīdums satur 0,1 mol PtCl4 4NH 3 savienojuma. Reaģējot ar AgNO 3, veidojas 0,2 mol AgCl nogulsnes. Dodiet izejvielai koordinācijas formulu:

a) Cl;

b) Cl3;

c) Cl2;

d) Cl 4.

4. Kādas formas rezultātā veidojas kompleksi sp 3 d 2-gi- audzēšana?

1) tetraedrs;

2) kvadrāti;

4) trigonālā bipiramīda;

5) lineārs.

5. Atrodiet savienojuma pentaammīna hlorkobalta (III) sulfāta formulu:

a) Na 3 ;

6) [CoCl2 (NH3) 4] Cl;

c) K2 [Co (SCN) 4];

d) SO4;

e) [Co (H 2 O) 6] C1 3.

6. Kuri ligandi ir polidentāti?

a) C1 -;

b) H20;

c) etilēndiamīns;

d) NH3;

e) SCN -.

7. Kompleksējošie līdzekļi ir:

a) elektronu pāru atomu donori;

c) elektronu pāru atomi un joni-akceptori;

d) atomu un jonu elektronu pāru donori.

8. Elementiem ir vismazāk sarežģītības spēja:

a) s; c) d;

b) p; d) f

9. Ligands ir:

a) elektronu pāra donoru molekulas;

b) jonu-elektronu pāru akceptori;

c) elektronu pāru molekulas un joni-donori;

d) molekulas un jonu-akceptoru elektronu pāri.

10. Komunikācija kompleksa iekšējās koordinācijas jomā:

a) kovalenta apmaiņa;

b) kovalents donors-akceptors;

c) jonu;

d) ūdeņradis.

11. Labākais komplekss ir:

Kompleksie savienojumi

Stundas-lekcijas kopsavilkums

Mērķi. Veidot priekšstatu par kompleksu savienojumu sastāvu, struktūru, īpašībām un nomenklatūru; attīstīt prasmes kompleksa veidotāja oksidācijas stāvokļa noteikšanā, sastādot vienādojumus kompleksu savienojumu disociācijai.
Jauni jēdzieni: komplekss savienojums, komplekss, ligands, koordinācijas numurs, kompleksa ārējā un iekšējā sfēra.
Aprīkojums un reaģenti. Plaukts ar mēģenēm, koncentrētu amonjaka šķīdumu, vara (II) sulfāta, sudraba nitrāta, nātrija hidroksīda šķīdumiem.

NODARBĪBU LAIKĀ

Laboratorijas pieredze. Vara (II) sulfāta šķīdumam pievieno amonjaka šķīdumu. Šķidrums kļūs intensīvi zils.

Kas notika? Ķīmiskā reakcija? Līdz šim mēs nezinājām, ka amonjaks var reaģēt ar sāli. Kāda viela izveidojās? Kāda ir tā formula, struktūra, nosaukums? Kādai savienojumu klasei to var attiecināt? Vai amonjaks var reaģēt ar citiem sāļiem? Vai ir kādi tam līdzīgi sakari? Mums šodien jāatbild uz šiem jautājumiem.

Lai labāk izpētītu noteiktu dzelzs, vara, sudraba, alumīnija savienojumu īpašības, mums ir nepieciešamas zināšanas par kompleksiem savienojumiem.

Turpināsim savu pieredzi. Iegūto šķīdumu sadaliet divās daļās. Vienai daļai pievienojiet sārmu. Vara (II) hidroksīda Cu (OH) 2 nogulsnēšanās nav novērojama, tāpēc šķīdumā nav divkārši uzlādētu vara jonu vai to ir pārāk maz. Tādējādi mēs varam secināt, ka vara joni mijiedarbojas ar pievienoto amonjaku un veido dažus jaunus jonus, kas nedod nešķīstošu savienojumu ar OH - joniem.

Tajā pašā laikā joni paliek nemainīgi. To var pārbaudīt, amonjaka šķīdumam pievienojot bārija hlorīda šķīdumu. Balta BaSO 4 nogulsnes nekavējoties izgulsnējas.

Pētījumos ir noskaidrots, ka amonjaka šķīduma tumši zilā krāsa ir saistīta ar sarežģītu 2+ jonu klātbūtni tajā, kas veidojas, pievienojot četrām amonjaka molekulām vara jonam. Kad ūdens iztvaiko, 2+ joni saistās ar joniem, un no šķīduma izdalās tumši zili kristāli, kuru sastāvu izsaka ar formulu SO 4 H 2 O.

Kompleksie savienojumi ir savienojumi, kas satur sarežģītus jonus un molekulas, kas spēj pastāvēt gan kristāliskā formā, gan šķīdumos.

Sarežģītu savienojumu molekulu vai jonu formulas parasti ir ievietotas kvadrātiekavās. Kompleksie savienojumi tiek iegūti no parastajiem (nesarežģītajiem) savienojumiem.

Sarežģītu savienojumu iegūšanas piemēri

Komplekso savienojumu struktūra tiek aplūkota, pamatojoties uz koordinācijas teoriju, kuru 1893. gadā ierosināja Šveices ķīmiķis, Nobela prēmijas laureāts Alfrēds Verners. Viņa zinātniskā darbība notika Cīrihes universitātē. Zinātnieks sintezēja daudz jaunu kompleksu savienojumu, sistematizēja iepriekš zināmus un nesen iegūtus kompleksus savienojumus un izstrādāja eksperimentālas metodes to struktūras pierādīšanai.

A. Verners (1866–1919)

Saskaņā ar šo teoriju izšķir sarežģītus savienojumus komplekss, ārējs un iekšējā sfēra... Kompleksējošais līdzeklis parasti ir katijons vai neitrāls atoms. Iekšējo sfēru veido noteikts skaits jonu vai neitrālu molekulu, kas ir cieši saistīti ar kompleksu veidojošo vielu. Tos sauc ligandiem... Nosaka ligandu skaits koordinācijas numurs (CN) komplekss.

Komplekss savienojuma piemērs

Piemērā aplūkotais savienojums SO4H2O vai CuSO4HHO ir vara (II) sulfāta kristāliskais hidrāts.

Definēsim citu sarežģītu savienojumu sastāvdaļas, piemēram, K 4.
(Atsauce. Viela ar formulu HCN ir ciānūdeņražskābe. Ciānūdeņražskābes sāļus sauc par cianīdiem.)

Komplekss - dzelzs jons Fe 2+, ligandi - cianīda joni СN -, koordinācijas skaitlis ir seši. Viss kvadrātiekavās ir iekšējā sfēra. Kālija joni veido kompleksa savienojuma ārējo sfēru.

Saites raksturs starp centrālo jonu (atomu) un ligandiem var būt divējāds. No vienas puses, saite ir saistīta ar elektrostatiskās pievilcības spēkiem. No otras puses, starp centrālo atomu un ligandiem saikni var veidot pēc donora-akceptora mehānisma pēc analoģijas ar amonija jonu. Daudzos sarežģītos savienojumos saikne starp centrālo jonu (atomu) un ligandiem ir saistīta gan ar elektrostatiskās pievilcības spēkiem, gan ar saiti, kas veidojas, pateicoties kompleksa aģenta vientuļajiem elektronu pāriem un ligandu brīvajām orbitālēm.

Kompleksie savienojumi ar ārējo sfēru ir stipri elektrolīti, un ūdens šķīdumos gandrīz pilnībā sadalās kompleksā jonā un jonos ārējā sfēra. Piemēram:

SO 4 2+ +.

Apmaiņas reakciju laikā kompleksie joni pāriet no viena savienojuma uz otru, nemainot to sastāvu:

SO 4 + BaCl 2 \u003d Cl 2 + BaSO 4.

Iekšējā sfēra var būt ar pozitīvu, negatīvu vai nulles lādiņu.

Ja ligandu lādiņš kompensē kompleksa veidošanās līdzekļa lādiņu, tad šādus kompleksus savienojumus sauc par neitrāliem vai neelektrolītu kompleksiem: tie sastāv tikai no kompleksu veidojošā aģenta un iekšējās sfēras ligandiem.

Šāds neitrāls komplekss ir, piemēram ,.

Tipiskākie kompleksu veidotāji ir katijoni d-elementi.

Ligands var būt:

a) polārās molekulas - NH3, H2O, CO, NO;
b) vienkāršie joni - F-, Cl-, Br-, I-, H-, H +;
c) kompleksie joni - CN -, SCN -, NO 2 -, OH -.

Apskatīsim tabulu, kurā ir uzskaitīti dažu kompleksu veidojošo aģentu koordinācijas numuri.

Kompleksu savienojumu nomenklatūra. Savienojumā vispirms nosauc anjonu un pēc tam katjonu. Norādot iekšējās sfēras sastāvu, vispirms tiek izsaukti anjoni, latīņu nosaukumam pievienojot piedēkli - par-, piemēram: Cl - - hlora, CN - - ciāngrupa, OH - - hidroksigrupa utt. Turpmāk neitrālos ligandus sauc par un galvenokārt amonjaks un tā atvasinājumi. Šajā gadījumā viņi lieto terminus: koordinētajam amonjaka - ammin, ūdenim - ūdens... Ligandu skaits ir norādīts grieķu vārdos: 1 - mono, 2 - di, 3 - trīs, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - heksa. Tad viņi pāriet uz centrālā atoma nosaukumu. Ja centrālais atoms ir katjonu daļa, tad tiek izmantots attiecīgā elementa krievu nosaukums un iekavās norādīts tā oksidācijas stāvoklis (ar romiešu cipariem). Ja centrālais atoms ir anjonā, tad izmantojiet elementa latīņu nosaukumu un beigās pievienojiet beigas - plkst... Neelektrolītu gadījumā centrālā atoma oksidācijas stāvoklis nav norādīts, jo to viennozīmīgi nosaka pēc nosacījuma, ka komplekss ir elektriski neitrāls.

Piemēri. Lai nosauktu kompleksu Сl 2, tiek noteikts oksidācijas stāvoklis (S.O.)
xkomplekss - kuona jons x+ :

1 x + 2 (–1) = 0, x = +2, C.O. (Cu) \u003d +2.

Kobalta jonu oksidācijas stāvoklis tiek konstatēts līdzīgi:

y + 2 (–1) + (–1) = 0, y = +3, S.O. (Co) \u003d +3.

Kāds ir kobalta koordinācijas numurs šajā savienojumā? Cik molekulu un jonu ir ap centrālo jonu? Kobalta koordinācijas numurs ir seši.

Kompleksā jona nosaukums ir uzrakstīts ar vienu vārdu. Centrālā atoma oksidācijas stāvokli norāda ar romiešu ciparu, kas ievietots iekavās. Piemēram:

Cl 2 - tetraamīna vara (II) hlorīds,
NĒ 3 – dihlorakvatriamīnkobalta (III) nitrāts,
K 3 - heksacianoferāts (III) kālijs,
K 2 - tetrahlorplatīns (II) kālijs,
- dihlortetraamminezinks,
H 2 - heksahloralvas skābe.

Izmantojot vairāku kompleksu savienojumu piemēru, mēs noteiksim molekulu struktūru (jonu kompleksu veidojošo vielu, tā SO, koordinācijas numuru, ligandus, iekšējo un ārējo sfēru), piešķirsim kompleksam nosaukumu, pierakstīsim elektrolītiskās disociācijas vienādojumus.

K 4 - kālija heksacianoferāts (II),

K 4 4K + + 4–.

H - tetrahlorūdeņražskābe (veidojas, izšķīdinot zeltu aqua regia),

H H + + -.

OH - diamminsudraba (I) hidroksīds (šī viela piedalās "sudraba spoguļa" reakcijā),

OH + + OH -.

Na - tetrahidroksoalumināts nātrijs,

Na Na + + -.

Kompleksie savienojumi ietver arī daudzas organiskas vielas, jo īpaši amīnu mijiedarbības produktus ar ūdeni un skābēm, kas jums zināmas. Piemēram, metilamonija hlorīda sāļi un fenilamonija hlorīds ir sarežģīti savienojumi. Saskaņā ar koordinācijas teoriju viņiem ir šāda struktūra:

Šeit slāpekļa atoms ir komplekss, ūdeņraža atomi pie slāpekļa, metil- un fenilgrupas ir ligandi. Viņi kopā veido iekšējo sfēru. Ārējā sfērā ir hlorīda joni.

Daudzas organiskās vielas, kurām ir liela nozīme organismu dzīvē, ir sarežģīti savienojumi. Tie ietver hemoglobīnu, hlorofilu, fermenti un dr.

Kompleksie savienojumi tiek plaši izmantoti:

1) analītiskajā ķīmijā daudzu jonu noteikšanai;
2) noteiktu metālu atdalīšanai un augstas tīrības pakāpes metālu iegūšanai;
3) kā krāsvielas;
4) novērst ūdens cietību;
5) kā svarīgu bioķīmisko procesu katalizatori.

Ķīmijas tests - kompleksi savienojumi - STEIDZAMI! un saņēmu labāko atbildi

Atbilde no Nika [guru]
Daži jautājumi tika uzdoti nepareizi, piemēram, 7,12,27. Tāpēc atbildēs ir iebildumi.
1. Kāds ir kompleksu sastāva koordinācijas numurs kompleksā jonā +2?
AT 6
2. Kāds ir kompleksu veidojošā aģenta koordinācijas numurs kompleksā jonā 2+?
B) 6
3. Kāds ir kompleksu veidojošā aģenta koordinācijas numurs kompleksā jonā 2+
B) 4
4. Kāds ir Cu² + koordinācijas skaitlis kompleksā jonā +?
B) 4
5. Kāds ir kompleksu veidojošā aģenta koordinācijas numurs kompleksā jonā: +4?
B) 6
6. Nosaka centrālā jona lādiņu kompleksajā savienojumā K4
B) +2
7. Kāds ir kompleksa jona lādiņš?
B) +2 - ja pieņemam, ka komplekss ir Cu (II)
8. Starp dzelzs sāļiem definējiet komplekso sāli:
A) K3
9. Kāds ir Pt4 + koordinācijas skaitlis kompleksā jonā 2+?
A) 4
10. Nosaka kompleksa jona K2 lādiņu?
B) +2
11. Kura molekula atbilst vara (II) tetraamīna dihlorīda nosaukumam?
B) Cl2
12. Kāds ir kompleksa jona lādiņš?
D) +3 - ja pieņemam, ka komplekss ir Cr (III)
13. Starp vara (II) sāļiem nosakiet komplekso sāli:
B) K2
14. Kāds ir Co3 + koordinācijas skaitlis + kompleksajā jonā?
B) 6
15. Nosakiet kompleksa savienojuma lādiņu kompleksajā savienojumā K3?
D) +3
16. Kura molekula atbilst kālija tetraiodohidrāta (II) nosaukumam?
A) K2
17. Kāds ir kompleksa jona lādiņš?
IN 2
18. Starp niķeļa (II) sāļiem definējiet komplekso sāli:
B) SO4
19. Kāds ir Fe3 + koordinācijas skaitlis kompleksā jonā -3?
AT 6
20. Nosakiet kompleksa savienojuma lādiņu kompleksajā savienojumā K3?
B) +3
21. Kura molekula atbilst nosaukumam sudraba (I) diamīna hlorīds?
B) Cl
22. Kāds ir kompleksa jona K4 lādiņš?
B) -4
23. Starp cinka sāļiem definējiet komplekso sāli
B) Na2
24. Kāds ir Pd4 + koordinācijas numurs 4+ kompleksajā jonā?
D) 6
25. Nosakiet kompleksa savienojuma lādiņu kompleksajā savienojumā H2?
B) +2
26. Kura molekula atbilst kālija heksacianoferāta (II) nosaukumam?
D) K4
27. Kāds ir kompleksa jona lādiņš?
D) -2 - ja pieņemam, ka komplekss ir Сo (II)
27. Starp hroma (III) savienojumiem nosaka komplekso savienojumu
B) [Cr (H2O) 2 (NH3) 4] Cl3
28. Kāds ir kobalta (III) koordinācijas skaitlis kompleksā jonā NO3?
B) 6
29. Nosaka komplekso savienojuma lādiņu kompleksajā savienojumā Cl2
A) +3
30. Kādai molekulai atbilst nosaukums nātrija tetraiodopalladāts (II)?
D) Na2

Atbilde no Džeims Bonds[jauniņais]
Ak Dievs

Atbilde no Kitija ...[guru]
# 30 pēdējais

Kompleksie savienojumi tiek klasificēti pēc kompleksu lādiņa: katijons - 2+, anjonu - 3-, neitrāls - 0;

pēc sastāva un ķīmiskajām īpašībām: skābes - H, bāzes - OH, sāļi - SO4;

pēc ligandu veida: hidroksokompleksi - K2, ūdens kompleksi - Cl3, acidokompleksi (ligandi - skābes anjoni) - K4, jaukta tipa kompleksi - K, Cl4.

Kompleksu nosaukumi tiek veidoti saskaņā ar IUPAC vispārējiem noteikumiem: lasīt un rakstīt no labās uz kreiso pusi, ligandus - ar beigu daļu - o, anjonus - ar beigām - pie Dažiem ligandiem var būt specifiski nosaukumi. Piemēram, molekulas - ligandus H2O un NH3 sauc attiecīgi par akvo un ammīnu.

Kompleksi katijoni. Sākotnēji tiek saukti iekšējās sfēras negatīvi lādētie ligandi ar galu "o" (hlor-, brom-, nitro-, rodano- utt.). Ja to skaits ir vairāk nekā viens, pirms ligandu nosaukumiem tiek pievienoti skaitļi di-, tri-, tetra-, penta-, hexa- utt. Tad viņi sauc par neitrāliem ligandiem, un ūdens molekulu sauc par "aquo", amonjaka molekulu sauc par "ammīnu". Ja neitrālo ligandu skaits ir vairāk nekā viens, pievienojiet skaitļus di-, tri-, tetra- utt.

Kompleksu savienojumu nomenklatūra

Veidojot kompleksa savienojuma nosaukumu, tā formula tiek nolasīta no labās uz kreiso pusi. Apsvērsim konkrētus piemērus:

Anjonu kompleksi

Katjonu kompleksi

K3 kālija heksacianoferāts (III)

Na nātrija tetrahidroksoalumināts

Na3 nātrija heksanitrokobaltāts (III)

SO4 tetraamīnvara (II) sulfāts

Cl3 heksahahroma (III) hlorīds

OH hidroksīds no diammīna sudraba (I)

Komplekso savienojumu nosaukumos identisku ligandu skaitu norāda skaitliski prefiksi, kas rakstīti kopā ar ligandu nosaukumiem: 2 - di, 3 - trīs, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - okta.

Negatīvi uzlādētu ligandu, dažādu skābju anjonu nosaukumi sastāv no anjona pilnā nosaukuma (vai nosaukuma saknes) un beigām ar patskaņu -o. Piemēram:

Es- jodo-

H- hidrido

CO32- karbonāts

Dažiem anjoniem, kas darbojas kā ligandi, ir īpaši nosaukumi:

OH-hidrokso

S2- tio-

CN- ciān-

NO- nitrozo-

NO2- nitrogrupa

Neitrālu ligandu nosaukumos parasti netiek izmantoti īpaši prefiksi, piemēram: N2H4 - hidrazīns, C2H4 - etilēns, C5H5N - piridīns.

Tradicionāli nelielam skaitam ligandu ir īpaši nosaukumi: H2O - ūdens, NH3 - amīns, CO - karbonilgrupa, NO - nitrozils.

Pozitīvi uzlādētu ligandu nosaukumi beidzas ar -th: NO + - nitrozilijs, NO2 + - nitrotilijs utt.

Ja elements, kas ir komplekss, ir kompleksa anjona sastāvdaļa, tad elementa nosaukuma saknei (krievu vai latīņu valodā) pievieno piedēkli -at un iekavās norāda elementu kompleksu veidojošās vielas oksidācijas stāvokli. . (Piemēri parādīti tabulā iepriekš). Ja elements, kas ir komplekss, ir kompleksa Katina vai neitrāla kompleksa sastāvdaļa bez ārējas sfēras, tad nosaukumā paliek elementa krievu nosaukums ar norādi par tā oksidācijas stāvokli. Piemēram: - tetrakarbonil niķelis (0).

Daudziem organiskajiem ligandiem ir sarežģīts sastāvs, tādēļ, formulējot kompleksus ar viņu līdzdalību, ērtības labad tiek izmantoti to burtu apzīmējumi:

C2O42-oksalato-okss

C5H5N piridīna py

(NH2) 2CO urīnvielas urīnviela

NH2CH2CH2NH2 etilēndiamīns en

C5H5- ciklopentadienil- cp