Координаційна хімія Основні поняття
При описі комплексних сполук використовуються такі терміни як - внутрішня і зовнішня координаційна сфера, центральний атом комплексоутворювач, ліганди, координаційне число, заряд комплексу, дентатність лігандів, координаційний поліедр, хіральність комплексу.
Ліганди, звані також адендами, це атоми або атомні угруповання безпосередньо пов'язані з центром координації. Наприклад, в комплексі [Pt(NH3)4]Cl2 молекули аміаку, що оточують іон Pt(IV) і безпосередньо пов'язані з ним, виступають як ліганди. Лігандами можуть бути молекули або іони (K 2 [PtCl 4]), які безпосередньо взаємодіють з координаційним центром.
Координаційна сфера -внутрішня координаційна сферамістить координаційний центркомплексоутворювачта ліганди. Сума зарядів комплексообертача та лігандів внутрішньої сфери комплексу визначаєзаряд комплексу, компенсація якого забезпечується протиіонами, що утворюютьзовнішню сферу. У випадку [Pt(NH 3 )4] Cl 2 і K 2 [ PtCl 4 ] сума зарядів центрального іона комплексоутворювача Pt 2+ та 4-х нейтральних аміачних або негативних хлоридних лігандів визначає катіонний та аніонний характер внутрішньої сфери комплексів із зарядами +2 -2. Два хлоридні аніони і два катіони калію у складі [Pt (NH 3)4] Cl 2 і K 2 [PtCl 4] компенсують заряди внутрішньої сфери комплексів і утворюють зовнішню сферу. Внутрішню сферу комплексу укладають у квадратні дужки.
Внутрішня та зовнішня сфери комплексу мають різний характер хімічного зв'язку. Внутрішня сфера має іонно-ковалентний характер зв'язку між комплексоутворювачем та лігандом, тоді як зовнішня сфера – переважно іонним характером зв'язку з внутрішньою сферою. Це призводить до практичноповної дисоціації комплексів на внутрішню та зовнішню сферу та оборотну дисоціацію внутрішньої сфери:
При нульовому заряді внутрішньої сфери комплекс містить зовнішньої сфери - наприклад [ Pt ( NH 3 )2 Cl 2 ].
Координаційне число (к.ч.)визначається числом електронодонорних центрів лігандів (атомів, p-зв'язків), що безпосередньо взаємодіють з комплексоутворювачем - наприклад, 4 хлоридних ліганду або 3 хлоридних і один етиленовий ліганд, безпосередньо взаємодіючих з Pt ( II) визначають координаційне число 4 [PtCl 4] 2-і [PtCl 3 (C 2 H 4)] - комплексів.
Координаційне число залежить від електронної будови та ступеня окислення комплексоутворювача та співвідношення його радіусу з радіусом ліганду - чим менше радіус ліганду і більше радіус комплексоутворювача, тим координаційне число більше. Величина координаційного числа значною мірою визначає геометричну будову комплексу (рис. 5).
Дентатність ліганду- (англ. "dent" - зуб) залежно від кількості займаних лігандом координаційних місць у внутрішній сфері комплексу, ліганди є - монодентатними або полідентатними (бі-, три-, тетра-. ). Так, аміак, етилендіамін і пропілендіамін, що займають 1, 2 і 3 координаційних місця у внутрішній сфері комплексів Pt (II) (рис. 6) виступають як моно-, бі- і тридентатних лігандів.
Координаційний поліедр- віртуальний багатогранник, вершинами якого є певним чином розташовані у просторі донорні атоми лігандів комплексу. Кількість вершин координаційного поліедра визначається координаційним числом комплексоутворювача.
Хіральність- властивість комплексів, пов'язана з оптичною ізомерією - існуванням енантіомерів з різним знакомобертання поверхні поляризації світлової хвилі. Хіральні комплекси характеризуються відсутністю у яких дзеркально-поворотних осей симетрії. Так, плоско-квадратні комплекси ахіральні, тоді як тетраедричні комплекси з чотирма різними лігандами – хіральні. Майже всі комплекси з біолігандами хіральні.