ДӘРІС № 14 Тақырыбы: Комплексті қосылыстар. Классификациясы. Комплексті қосылыстардағы химиялық байланыс

Валенттік ұғымы қарапайым (атомдық) қосылыстарда - оксидтерде, гидроксидтерде, қарапайым тұздарда т.б. дәлелденіп, дамыды. Кейіннен дәлелденгендей, көп қосылыстардың құрылысы валенттік ережесіне бағынбайды.

Кәдімгі қосылыстардың бірқатары AgCl; CuSO₄; Hgl₂ және т.б. қатар басқа да қосылыстар алынды, мысалы, [Ag(NH₃)₂]Cl; [Cu(NH₃)₄]SO₄; K4[Fe(CN)₆] және т.б.

Көп заттардың молекулалары валенттік теориясы тұрғысынан қаныққан бола тұрса да бір бірімен әрі қарай қосылып, күрделірек қосылыстар түзетіні белгілі болды

Мысалы:

NH₃ + НС1 ↔ NH4Cl,

AgCl + 2NH₃ ↔ [Ag(NH₃)₂]Cl и т.д.

Бұл молекулалық қосылыстардың түзілуін түсіндіру үшін кәдімгі классикалық валенттік көзқарастарға сүйену нәтиже бермеді.

Молекулалық қосылыстарды оқып үйрену көп уақыт бойы тоқтап қалды. Швеция ғалымы Альфред Вернер (1893 ж.) химияға алғаш рет валенттік байланыс ұғымын енгізгеннен кейін ғана алға жылжыды. Олар Вернердің ұсынған комплексті қосылыстарды оқып үйренудің негізінде жатыр.

Жоғарғы ретті қосылыстардың құрылысын түсіндіру үшін А.Вернер химияға координациялық байланыстардың негізгі және қосымша валенттік ұғымын енгізді, валенттік ұғымын кеңейтті. Осыдан барып бұл теория координациялық деген ат алды.

А.Вернер өзінің комплексті қосылыстар туралы еңбегінде құрамы белгілі барлық химиялық қосылыстарды қарапайым немесе атомдық (бірінші ретті қосылыстар) және молекулалық (жоғарғы ретті) деп бөлді. Сулы ерітінділерінде тұрақты, өзінің алғашқы компоненттеріне ыдырамайтын немесе өте аз мөлшерде ыдырайтын молекулалық қосылыстар комплексті қосылыстар тобына біріктірілді.

Бірінші ретті қосылыстр түзіп бірігетін кейбір элемент атомдарында тек кәдімгі валенттік қанығады, бірақ олардың қосылысқа деген қабілеті жойылмайды. «Қосымша валенттік» арқасында бұл молекулалар ары қарай әрекеттесіп, күрделі қосылыстар түзеді. Вернер бойынша қосымша валенттік деп қарапайым жеке компоненттердің химиялық қосылғыштың жеке көрінісі. Комплексті қосылыс – орталық атомнан және ол координациялайтын молекулалар немесе иондардан тұратын, қатты күйде және судағы ерітінділерде дербес күйде бола алатын қосылыс (көбіне металдар және онымен байланысқан молекулалардан) немесе иондардан тұратын фрагменттері бар өздігінен өмір сүре алатын қосылыстар.

Алғашқы молекулалар бұл қосылыстарда өз қасиеттерін жоғалтады және иондану қабілетін тез өзгертеді. Бұл теория бойынша қосымша валенттікті мыналардан көре аламыз: аммиак NH₃ молекулалары қышқылдармен (НС1; HNO₃; H₂SO₄ және т.б.); көптеген тұздар молекулалары сумен кристаллогидраттар (CuSO₄·5H₂O және т.б.); кейбір тұздар молекулалары бір бірімен:

Fe(CN)₂+ 4KCN ↔K₄[Fe(CN)₆],

2KI+ HgI₂↔ K₂[HgI₄] и т.д.

Көптеген комплексті қосылыстар ішкі және сыртқы сферадан тұрады. Мысалы K₂[HgI₄] комплексті қосылысында ішкі сфераны (комплекс) [Hgl₄]^2- атомдардың бірігуі құрайды, ал сыртқы сфераны - К⁺ ионы құрайды. Орталық атом немесе ішкі сферадағы ион комплекстүзуші, оның айналасында координацияланған молекулалар немесе кері зарядталған иондар — лигандалар (немесе адцендалар) деп аталады. Комплексті қосылыстардың ішкі сферасында квадраттық жақшаға алынады.

Ішкі сферада комплекстүзушімен тікелей байланысқан адцендтер (иондар, молекулалар) саны, координациялық сан деп аталады. Бұл сан әртүрлі комплекстүзушілерде әртүрлі және негізінен комплекстүзуші мен лиганданың табиғатымен қатар комплексті қосылыс түзілу жағдайына да байланысты.

Көптеген комплекстүзушілерге тән координациялық сан ретінде:

Координациялық сан

Ag⁺, Au⁺, Cu⁺ 2

Cu²⁺, Hg²⁺, Pb²⁺, Cd²⁺ 4

Cr³⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Co²⁺ 4-6

Sn⁴⁺ 6

Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺ 8

Лигандалар координациялық сферада бір немесе бірнеше орын алуы мүмкін яғни орталық атоммен бір немесе бірнеше атом арқылы байланысуы мүмкін. Осы белгісі бойынша монодентатты, бидентатты, тридентатты..., полидентатты лигандалар болып бөлінеді. Монодентатты лигандалар мысалы ретінде Сl^-, F^-, CN^-, ОН^-, иондар мен H₃N, H₂O, СО және т.б. молекулалары болады.Бидентаттыға жататын мысалы, этилендиамин молекуласыH₂N-CH₂-CH₂-NH₂. Полидентатты лигандасы бар комплекстер хелаттар деп аталады.