Что значит координационное число комплексообразователя

Дентатность лиганда — число связей, которыми он соединен с комплексообразователем.
В зависимости от числа связей лиганды бывают:
1 связь — монодентатные лиганды (наиболее часто встречающиеся)
2 связи — бидентатные;
3-связи — тридентатные;
4-связи — тетрадентатные.

Дентатность лиганда и его степень окисления — это совершенно разные вещи и их не стоит путать и объединять.

Остановимся на первых двух типах дентатности.
Чтобы ориентироваться, давайте попробуем составить список типичных лигандов:
Монодентатные лиганды — молекулы воды, аммиака, молекулы СО, молекулы O₂, молекулы NO, все галогенид-ионы (F — ; Cl — ; Br — ; I — ); цианид-ионы СN — , тиоцианат (или роданид) — ионы SCN — ; нитрогруппа NO₂ — ; гидроксид-ион ОН —

Бидентатные лиганды (те лиганды, которые образуют 2 связи с комплексообразователем) — сульфат-ионы SO₄ 2- , тиосульфат-ионы S₂O₃ 2- , оксалат-ионы С₂О₄ 2- , многие органические лиганды.

Сумма дентатностей всех лигандов в данном комплексном ионе всегда равна координационному числу комплексообразователя.

Решение.
Рассмотрим наши соединения.
[Ag(NH₃)₂]OH. Комплексный ион [Ag(NH₃)₂] + . В составе иона 2 молекулы аммиака. Каждая молекула аммиака — монодентатный лиганд. Следовательно, координационное число (КЧ) комплексообразователя в данном соединении равно 2.

[Co(H₂O)₂(NH₃)₂SO₄]. В составе данного комплексного соединения 3 вида лигандов: 2 молекулы воды, 2 молекулы аммиака, сульфат-ион.
Каждая молекула воды и аммиака — монодентатный лиганд, сульфат-ион — бидентатный лиганд. Таким образом, КЧ комплексообразователя равно 2*1 + 2*1 + 2 = 6.

K₂[Os(SO₄)₂Cl₂]. Комплексный ион [Os(С₂O₄)₂Cl₂]2 + . 2 хлорид иона являются монодентатными лигандами, 2 оксалат иона — бидентатными, отсюда, КЧ (Os 8+ ) = 6.

[Cr(NH₃)₂(H₂O)₂SO₄]Cl. Комплексный ион: [Cr(NH₃)₂(H₂O)₂SO₄] + молекула аммиака, 2 молекулы воды — монодентатные лиганды. Сульфат-ион — бидентатный лиганд. КЧ(Cr 3+ ) = 6

Источник

Урок №15. Комплексные соединения

Комплексные соли — это сложные вещества, в состав которых входят комплексный катион и анион, либо катион и комплексный анион

Na 2 [Zn(OH) 4 ] →2Na + + [Zn(OH) 4 ] 2-

Ионы противоположного знака, связанные с комплексным ионом, образуют внешнюю сферу.

Комплексный ион состоит из комплексообразователя и лигандов и образует внутреннюю сферу (внутреннюю сферу заключают в квадратные скобки).

Комплексообразователь – это d-элемент, имеющий на внешнем уровне достаточное количество свободных орбиталей (Cu +2 , Ag + , Pt +4 , Fe +2 , Fe +3 , Co +2 , Co +3 , Co +2 )

Лиганды – это ионы и молекулы, имеющие свободные электронные пары (OH — , CN — , Cl — , NH 3 , H 2 O)

Координационное число (КЧ) — это число лигандов в комплексном ионе

Координационное число зависит:

от природы центрального атома;

условий образования комплексов.

Виды комплексов

Соединения с комплексными анионами

K 2 [PtCl 4 ] — тетрахлороплатинат (II) калия

Na 2 [Zn(OH) 4 ] — тетрагидроксоцинкат натрия

Na[Cr(H 2 O) 2 F 4 ] — тетрафтородиаквахромат (III) натрия

Соединения с комплексными катионами

[Ag(NH 3 ) 2 ]Cl – хлорид диамминсеребра

[Al(H 2 O) 5 OH]SO 4 – сульфат гидроксопентаакваалюминия

[Pt(H 2 O)(NH 3 ) 2 OH] NO 3 – нитрат гидроксодиамминакваплатины (II)

Соединения без внешней сферы

[Al (H 2 O) 3 (OH) 3 ] — тригидроксотриакваалюминий

[Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ] – дихлородиамминплатина (II)

[Co(NH 3 ) 3 Cl 3 ] – трихлоротриамминкобальт (III)

Номенклатура

в названиях комплексных ионов сначала указываются лиганды;

название комплексного иона завершается названием металла с указанием его степени окисления (римским цифрами в скобках);

в названиях комплексных катионов используются русские названия металлов;

в названиях комплексных анионов используются латинские названия металлов: Al –алюминат, Cr – хромат, Fe – феррат;

Источник

Координационное число

Координационное число (в химии и кристаллографии) — характеристика, которая определяет число ближайших частиц (ионов или атомов) в молекуле или кристалле.

Содержание

Координационное число в химии

В химии понятие координационного числа появилось с развитием химии комплексных соединений. Под ним подразумевается число лигандов (атомов, молекул, ионов), которые образуют первую координационную (внутреннюю) сферу комплексообразователя [1] .

Например, в комплексной соли гексацианоферрате(III) калия K₃[Fe(CN)₆] координационное число иона Fe 3+ равно 6, а в цис-дихлородиамминплатине (II) (соли Пейроне) Pt(NH₃)₂Cl₂ центральный атом платины связан с четырьмя лигандами.

Понятие координационного числа применяется и для характеристики центрального атома в молекулах, преимущественно для тех случаев, когда число химических связанных ближайших атомов не равно численному значению валентности. Например, в молекуле азотной кислоты формальная валентность центрального атома азота равна 4, степень окисления — +5, а координационое число — 3.

Понятие координационного числа применяется также при описании структуры жидкостей и аморфных тел. В этом случае координационное число — мера ближнего порядка, среднее число ближайших соседей атома. Оно может быть дробным.

Координационное число в кристаллографии

В кристаллохимии координационное число — характеристика, которая определяет число ближайших равноудаленных одинаковых частиц (ионов или атомов) в кристаллической решётке. Прямые линии, соединяющие центры ближайших атомов или ионов в кристалле, образуют координационный многогранник, в центре которого находится данный атом.

В решётках Браве для всех узлов координационное число одинаково. Число ближайших соседей отражает плотность упаковки вещества. Чем больше координационное число, тем больше плотность и соответственно свойства вещества ближе к металлическим. Данному параметру решетки соответствует первая, вторая (соседи, следующие за ближайшими), третья и т. д. координационные группы частиц.

Для простой кубической решетки координационное число равно шести, для ОЦК — 8, ГЦК и ГП (гексагональной плотноупакованной) — 12.

См. также

Источники

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Координационное число» в других словарях:

КООРДИНАЦИОННОЕ ЧИСЛО — число ближайших к данному атому соседних атомов в кристаллической решётке (атомной структуре кристалла) или молекул в молекулярных кристаллах. Если центры этих ближайших соседей соединить друг с другом прямыми линиями, то получится плоская фигура … Физическая энциклопедия

КООРДИНАЦИОННОЕ ЧИСЛО — 1) в кристаллографии число ближайших к данному атому или иону соседних атомов или ионов в кристалле, находящихся от него на одинаковом расстоянии.2) В химии число лигандов, связанных с центральным ионом в комплексных соединениях … Большой Энциклопедический словарь

КООРДИНАЦИОННОЕ ЧИСЛО — одно из основных понятий кристаллохимии, означающее число атомов или ионов, окружающих любой атом или ион на ближайшем расстоянии, или в первой сфере. В гольдшмидто паулинговской кристаллохимии считалось, что К.ч. определяется соотношением… … Геологическая энциклопедия

КООРДИНАЦИОННОЕ ЧИСЛО — число ближайших к данному атому (иону) соседних атомов (ионов) в кристаллической решетке. В титаномагнетите, например, у катионов в тетраэдрических узлах подрешетки А координационное число – 4, в октаэдрических узлах подрешетки В – 6. Существуют… … Палеомагнитология, петромагнитология и геология. Словарь-справочник.

координационное число — – число лигандов, непосредственно связанных с комплексообразователем, определяемое числом свободных орбиталей в центральном атоме. Общая химия : учебник / А. В. Жолнин [1] … Химические термины

координационное число — (напр. атомов) [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN cooordinate numberCNcoordination number … Справочник технического переводчика

координационное число — 1) в кристаллографии число ближайших к данному атому или иону соседних атомов или ионов в кристалле, находящихся от него на одинаковом расстоянии. 2) В химии число лигандов, связанных с центральных ионом в комплексных соединениях. * * *… … Энциклопедический словарь

координационное число — [coordination number] число ближайших соседних атомов, окружающих на равных расстояниях данный атом. Металлы с ГЦК и ГПУ решеткой имеют координационное число = 12. У металлов с ОЦК решеткой координационное число = 8; Смотри также: Число число… … Энциклопедический словарь по металлургии

координационное число — (см. координация) 1) физ. число ближайших к данному атому или иону соседних атомов или ионов в кристалле (наибольшее координационное число равно 12); 2) хим. число атомов (групп атомов) или ионов, связанных хим. связью с центральным атомом в… … Словарь иностранных слов русского языка

координационное число — koordinacijos skaičius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Atomų ar atomų grupių, tiesiogiai prisijungusių prie atomo, skaičius kompleksiniame junginyje. atitikmenys: angl. coordination number vok. Koordinationszahl, f rus … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

Источник

Что значит координационное число комплексообразователя

Основы современной координационной теории были изложены в конце прошлого века швейцарским химиком Альфредом Вернером, обобщившим в единую систему весь накопившийся к тому времени экспериментальный материал по комплексным соединениям. Им были введены понятия о центральном атоме (комплексообразователь) и его координационном числе, внутренней и внешней сфере комплексного соединения, изомерии комплексных соединений, предприняты попытки объяснения природы химической связи в комплексах.

Все основные положения координационной теории Вернера используются и в настоящее время. Исключение составляет его учение о природе химической связи, которое представляет сейчас лишь исторический интерес.

Образование комплексного иона или нейтрального комплекса можно представить себе в виде обратимой реакции общего типа:

M + n L [ML n ]

где M – нейтральный атом, положительно или отрицательно заряженный условный ион, объединяющий (координирующий) вокруг себя другие атомы, ионы или молекулы L. Атом M получил название комплексообразователя или центрального атома .

В комплексных ионах комплексообразователями являются медь(II), кремний(IV), железо(II), бор(III).
Чаще всего комплексообразователем служит атом элемента в положительной степени окисления.
Отрицательные условные ионы (т.е. атомы в отрицательной степени окисления) играют роль комплексообразователей сравнительно редко. Это, например, атом азота(-III) в катионе аммония [NH 4 ] + и т.п.

Атом-комплексообразователь может обладать нулевой степенью окисления. Так, карбонильные комплексы никеля и железа, имеющие состав [Ni(CO) 4 ] и [Fe(CO) 5 ], содержат атомы никеля(0) и железа(0).

Комплексообразователь (выделен синим цветом) может участвовать в реакциях получения комплексов, как будучи одноатомным ионом, например:

Ag + + 2 NH 3 [ Ag (NH 3 ) 2 ] + ;
Ag + + 2 CN — [ Ag (CN) 2 ] —

так и находясь в составе молекулы:

Si F 4 + 2 F — [ Si F 6 ] 2 — ;

I 2 + I — [ I (I) 2 ] — ;

P H 3 + H + [ P H 4 ] + ;

B F 3 + NH 3 [ B (NH 3 )F 3 ]

В комплексной частице может быть два и более атомов-комплексообразователей. В этом случае говорят о многоядерных комплексах.

Комплексное соединение может включать несколько комплексных ионов, в каждом из которых содержится свой комплексообразователь.
Например, в одноядерном комплексном соединении состава комплексообразователи K I и Al III , а в — Cu II и Pt IV .

В комплексном ионе или нейтральном комплексе вокруг комплексообразователя координируются ионы, атомы или простые молекулы (L). Все эти частицы, имеющие химические связи с комплексообразователем, называются лигандами (от латинского «ligare» — связывать). В комплексных ионах и лигандами являются ионы Cl — и CN — , а в нейтральном комплексе ] лиганды – молекулы NH 3 и ионы NCS — .

Лиганды, как правило, не связаны друг с другом, и между ними действуют силы отталкивания. В отдельных случаях наблюдается межмолекулярное взаимодействие лигандов с образованием водородных связей.

Лигандами могут быть различные неорганические и органические ионы и молекулы. Важнейшими лигандами являются ионы CN — , F — , Cl — , Br — , I — , NO 2 — , OH — , SO 3 S 2 — , C 2 O 4 2 — , CO 3 2 — , молекулы H_{2 O, NH 3 , CO, карбамида (NH2 ) 2 CO, органических соединений – этилендиамина NH2 CH 2 CH 2 NH 2 , a -аминоуксусной кислоты NH2 CH 2 COOH и этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) :}

Чаще всего лиганд бывает связан с комплексообразователем через один из своих атомов одной двухцентровой химической связью. Такого рода лиганды получили название монодентатных . К числу монодентатных лигандов относятся все галогенид-ионы, цианид-ион, аммиак, вода и другие.

Некоторые распространенные лиганды типа молекул воды H 2 O, гидроксид-иона OH — , тиоцианат-иона NCS — , амид-иона NH_{2 — , монооксида углерода CO в комплексах преимущественно монодентатны, хотя в отдельных случаях (в мостиковых структурах) становятся бидентатными .}

Существует целый ряд лигандов, которые в комплексах являются практически всегда бидентатными . Это этилендиамин, карбонат-ион, оксалат-ион и т.п. Каждая молекула или ион бидентатного лиганда образует с комплексообразователем две химические связи в соответствии с особенностями своего строения:

Например, в комплексном соединении [Co(NH_{3 ) 4 CO 3 ]NO 3 бидентатный лиганд – ион CO3 2 — — образует две связи с комплексообразователем – условным ионом Co(III), а каждая молекула лиганда NH 3 – только одну связь:}

Примером гексадентатного лиганда может служить анион этилендиаминтетрауксусной кислоты:

Полидентатные лиганды могут выступать в роли мостиковых лигандов, объединяющих два и более центральных атома.

Важнейшей характеристикой комплексообразователя является количество химических связей, которые он образует с лигандами, или координационное число ( КЧ ). Эта характеристика комплексообразователя определяется главным образом строением его электронной оболочки и обусловливается валентными возможностями центрального атома или условного иона-комплексообразователя (подробнее см. >>>).

Когда комплексообразователь координирует монодентатные лиганды, то координационное число равно числу присоединяемых лигандов. А число присоединяемых к комплексообразователю полидентатных лигандов всегда меньше значения координационного числа.

Значение координационного числа комплексообразователя зависит от его природы, степени окисления, природы лигандов и условий (температуры, природы растворителя, концентрации комплексообразователя и лигандов и др.), при которых протекает реакция комплексообразования. Значение КЧ может меняться в различных комплексных соединениях от 2 до 8 и даже выше. Наиболее распространенными координационными числами являются 4 и 6.

Между значениями координационного числа и степенью окисления элемента-комплексообразователя существует определенная зависимость. Так, для элементов-комплексообразователей, имеющих степень окисления +I (Ag I , Cu I , Au I , I I и др.) наиболее характерно координационное число 2 – например, в комплексах типа

Элементы-комплексообразователи со степенью окисления +II (Zn II , Pt II , Pd II , Cu II и др.) часто образуют комплексы, в которых проявляют координационное число 4, такие как

В аквакомплексах координационное число комплексообразователя в степени окисления +II чаще всего равно 6:

Элементы-комплексообразователи, обладающие степенью окисления +III и +IV (Pt IV , Al III , Co III , Cr III , Fe III ), имеют в комплексах, как правило, КЧ 6.
Например, [Co(NH_{3 ) 6 ] 3+ , [Cr(OH) 6 ] 3 — , [PtCl 6 ] 2 — , [AlF 6 ] 3 — , [Fe(CN) 6 ] 3 — .}

Известны комплексообразователи, которые обладают практически постоянным координационным числом в комплексах разных типов. Таковы кобальт(III), хром(III) или платина(IV) с КЧ 6 и бор(III), платина(II), палладий(II), золото(III) с КЧ 4. Тем не менее большинство комплексообразователей имеет переменное координационное число. Например, для алюминия(III) возможны КЧ 4 и КЧ 6 в комплексах и

Координационные числа 3, 5, 7, 8 и 9 встречаются сравнительно редко. Есть всего несколько соединений, в которых КЧ равно 12 – например, таких как K_{9 [Bi(NCS) 12 ].}

Лиганды, непосредственно связанные с комплексообразователем, образуют вместе с ним внутреннюю (координационную) сферу комплекса.
Так, в комплексном катионе внутренняя сфера образована атомом комплексообразователя – меди(II) и молекулами аммиака, непосредственно с ним связанными.
Обозначается внутренняя сфера квадратными скобками:
В зависимости от соотношения суммарного заряда лигандов и комплексообразователя внутренняя сфера может иметь положительный заряд, например, либо отрицательный, например, или нулевой заряд, например, как для

Ионы, нейтрализующие заряд внутренней сферы, но не связанные с комплексообразователем ковалентно, образуют внешнюю сферу комплексного соединения.
Например, в комплексном соединении [Zn(NH_{3 ) 4 ]Cl 2 два иона Cl — находятся во внешней сфере:}

Внешнесферные ионы Cl — находятся на более значительном удалении от комплексообразователя, чем молекулы NH_{3 , иначе говоря, расстояние Zn – Cl больше, чем длина химической связи Zn – N. Более того, химическая связь комплексного катиона и хлорид-ионов Cl — имеет ионный характер, в то время как молекулы аммиака NH 3 , входящие во внутреннюю сферу, образуют с комплексообразователем Zn(II) ковалентные связи по донорно-акцепторному механизму (донором неподеленных пар электронов являются атомы азота в NH3 ). Таким образом, различие между лигандами внутренней сферы и ионами внешней сферы очень существенно.}

Изображая формулу комплексного соединения, внешнесферные ионы располагают за квадратными скобками.
Например, в соединениях и ] внешнесферными ионами являются соответственно ионы OH — и K + . Вполне понятно, что в нейтральных комплексах и внешняя сфера отсутствует.

Обычно внешнюю сферу составляют простые одноатомные или многоатомные ионы. Однако возможны случаи, когда комплексное соединение состоит из двух и более внутренних сфер, выполняющих функции катионной и анионной части соединения. Здесь каждая из внутренних сфер является внешней по отношению к другой.
Например, в соединениях и формально функции внешнесферных ионов могут выполнять:

комплексные анионы и

При растворении в воде комплексные соединения необратимо диссоциируют на ионы:

[Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 = [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ + 2 OH —

[Ni(NH 3 ) 6 ] 2 [Fe(CN) 6 ] = 2 [Ni(NH 3 ) 6 ] 2+ + [Fe(CN) 6 ] 4 —

Кислоты с комплексными анионами в водном растворе подвергаются необратимому протолизу :

H 2 [SiF 6 ] + 2 H 2 O = 2 H 3 O + + [SiF 6 ] 2 —
Такие кислоты относятся к категории сильных кислот.

Если в комплексном ионе или нейтральном комплексе содержатся два и более комплексообразователей, то этот комплекс называется многоядерным . Среди многоядерных комплексов выделяют мостиковые , кластерные и многоядерные комплексы смешанного типа .

Атомы комплексообразователя могут быть связаны между собой с помощью мостиковых лигандов , функции которых выполняют ионы OH — , Cl — , NH 2 — , O 2 2 — , SO 4 2 — и некоторые другие.
Так, в комплексном соединении (NH_{4 ) 2 [Co 2 (C 2 O 4 ) 2 (OH) 2 ] мостиковыми служат бидентатные гидроксидные лиганды :}

В роли мостикового лиганда может выступать полидентатный лиганд, имеющий несколько донорных атомов (например, NCS — с атомами N и S, способными участвовать в образовании связей по донорно-акцепторному механизму), либо лиганд с несколькими электронными парами при одном и том же атоме (например, Cl — или OH — ).

В том случае, когда атомы комплексообразователя связаны между собой непосредственно, многоядерный комплекс относят к кластерному типу .
Так, кластером является комплексный анион [Re_{2 Cl 8 ] 2 — :}

в котором реализуется четверная связь Re – Re: одна σ-связь, две π- связи и одна δ-связь. Особенно большое число кластерных комплексов насчитывается среди производных d-элементов.

Многоядерные комплексы смешанного типа содержат как связь комплексообразователь–комплексообразователь, так и мостиковые лиганды.
Примером комплекса смешанного типа может служить карбонильный комплекс кобальта состава [Co 2 (CO) 8 ], имеющий следующее строение:

Здесь имеется одинарная связь Co – Co и два бидентатных карбонильных лиганда CO, осуществляющих мостиковое соединение атомов-комплексообразователей.

Источник

Читайте также:  Фамусов что значит его фамилия

Оцените статью

Вам также может понравиться

Бухгалтерские термины и определения

ПРОЦЕДУРЫ ОТКЛЮЧЕНИЯ Процессы, обеспечивающие изоляцию

Происхождение слова «вокзал»

О том, что представляют собой современные вокзалы

Этимология слова «сланцы»

Сланцы — летняя открытая обувь, особенно популярная

• Правообладателям
• Политика конфиденциальности
• Контакты