Wstęp teoretyczny do ćwiczenia 9

CHARAKTERYSTYCZNE REAKCJE ZWIĄZKÓW KOMPLEKSOWYCH

Tworzenie kompleksu polega na zastępowaniu jednego ligandu przez drugi ligand, o

większej zdolności kompleksotwórczej w stosunku do danego atomu centralnego.

Metale takie jak miedź

czy wapń w roztworze wodnym znajdują się w postaci

akwakompleksów czyli hydratów: Cu(H

2

O)

4

2+

, Ca(H

2

O)

6

2+

a nie w postaci wolnych jonów.

Cząsteczki wody w sferze koordynacyjnej metalu są zastępowane odpowiednimi ligandami.

Przykład – tworzenie się kompleksu aminaniklu(II) przez stopniową eliminację

cząsteczek wody z akwakompleksu

1. [Cu(H

2

O)

4

]

2

+ + NH

3

[Cu(H

2

O)

3

NH

3

]

2

+ + H

2

O

2. [Cu(H

2

O)

3

NH

3

]

2

+ + NH

3

[Cu(H

2

O)

2

(NH

3

)

2

]

2

+ + H

2

O

3. [Cu(H

2

O)

2

(NH

3

)

2

]

2

+ + NH

3

[Cu(H

2

O)(NH

3

)

3

]

2

+ + H

2

4. [Cu(H

2

O)(NH

3

)

3

]

2

+ + NH

3

[Cu(NH

3

)

4

]

2

+ + H

2

O

Związki kompleksowe ulegają:
a) reakcji podstawienia, w której nie zmienia się liczba koordynacyjna metalu.

[Co(NH

3

)

5

CO

3

]+ + 2HF [Co(NH

3

)

5

F]

2

+ + F

-

+ CO

2

+ H

2

O

b) reakcji związanej ze zmianą stopnia utlenienia, np. substytucji utleniającej

2[Co(H

2

O)

6

]Cl

2

+ 2NH

4

Cl + 10NH

3

+ H

2

O

2

2[Co(NH

3

)

6

]Cl

3

+ 14 H

2

O

c) reakcji przyłączania, w której wzrasta liczba koordynacyjna metalu.

Zn(CN)

2

+ 2CN

-

[Zn(CN)

4

]

2-

Przy tworzeniu nazwy związku kompleksowego należy kierować się regułami

ustalonymi przez IUPAC (Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej):
- nazwę kompleksu tworzy się dodając do nazwy jonu centralnego przedrostki określające
ilość i rodzaj ligandu
-w nazwie jonu kompleksowego wymienia się najpierw ligandy, a na końcu atom centralny
- stopień utlenienia atomu centralnego zaznacza się cyfrą rzymską w nawiasie na końcu
nazwy,

np. siarczan tetraaminamiedzi(II) [Cu(NH

3

)

4

]SO

4

- kompleksy o ładunku ujemnym (aniony kompleksowe) mają do nazwy anionu centralnego
dodaną końcówkę –an

np. tetrachloromiedzian(II) potasu K

2

[CuCl

4

]

- w kompleksach kationowych i zawierających obojętne cząstki podajemy nie zmienioną
nazwę pierwiastka

np. chlorek tetraakwadichlorochromu(III) [Cr(H

2

O)

4

Cl

2

]Cl

- do najczęściej stosowanych ligandów należą:

- amina -NH

3

,

- hydrokso OH

-

- akwa H

2

O

- karbonyl CO

- bromo Br

-

- okso O

2-

- chloro Cl

-

- tio S

2-

- cyjaniano CNO

-

- tiocyjaniano CNS

-

- cyjano CN

-

- tiosiarczano S

2

O

3

2-

- fluoro F

-

- liczbę ligandów przedstawia się za pomocą przedrostków:

- dla ligandów prostych: mono, di, tri, tetra, penta, heksa

np. chlorek tetraaminakadmu(II) [Cd(NH

3

)

4

]Cl

2

- dla ligandów złożonych: bis, tris, tetrakis, pentakis

np. tris(tetraoksosiarczan) bis(heksaaminakobaltu) [Co(NH

3

)

6

]

2

(SO

4

)

3

- nazwy ligandów anionowych mają końcówkę -o,

np. cyjano - heksacyjanożelazian(III) potasu K

3

[Fe(CN)

6

]

- rodniki węglowodorowe mają ogólnie przyjęte skróty Me- metyl, Et – etyl, Ph – fenyl,
En- etylenodiamina

np. tetrafenyloboran(III) potasu K[B(Ph)

4

]

- przedrostki w nawiasie są stosowane, jeśli nazwa ligandu zawiera już jeden z przedrostków

np. bromek tri(etylenodiamino)platyny(IV) [Pt(En)

3

]Br

4

- kolejność ligandów jest zgodna z kolejnością alfabetyczną bez uwzględnienia przedrostków
określających liczbę ligandów każdego typu występujących w sferze koordynacyjnej.
- w nawiasie, na końcu nazwy zamiast stopnia utlenienia (podawanego cyframi rzymskimi)
można umieścić znak ładunku całego jonu oraz ładunek (podawany cyframi arabskimi)

np.: K

3

[Co(CN)

6

]

heksacyjanokobaltan(III)potasu,

heksacyjanokobaltan(3+) potasu,

heksacyjanokobaltan tripotasu,

Sfera

zwenetrzna

,

wewnetrzna

,

K

3

[

Fe

(

CN

)

6

]

potasu

cyjano

heksa

jon centralny

ligandy

liczba ligandów

heksacyjanozelazian(III) potasu

.

zelazian(III)

.

Przykładowe wzory i nazwy związków i jonów kompleksowych:

[Co(H

2

O)

6

](NO

3

)

2

azotan(V) heksaakwakobaltu(II)

[Co(CO

3

)(NH

3

)

4

]NO

3

azotan(V) tetraakwawęglanokobaltu(III)

[CoCl(NH

3

)

4

(H

2

O)]

2+

kation akwatetraaminachlorokobaltu(III)

[CoCl(NH

3

)

5

]Cl

2

chlorek pentaaminachlorokobaltu(III)

K

3

[Fe(SCN)

6

]

heksatiocyjanianożelazian(III)potasu

[Fe(edta)]

–

anion etylenodiaminatetraoctanożelazianowy(III)

[Cr(OH)(H

2

O)

5

]

2+

kation pentaakwahydroksochromu(III)

[CrCl

2

(H

2

O)

4

]Cl

chlorek tetraakwadichlorochromu(III)

[Cu(NH

3

)

4

]SO

4

siarczan(VI) tetraaminamiedzi(II)

[Cd(en)

2

]Cl

2

chlorek bis1,2-diaminoetanokadmu(II)

Na

3

[Cu(CN)

4

]

tetracyjanomiedzian(I)sodu,

Na

3

[Ag(S

2

O

3

)

2

]

tiosiarczanosrebrzan(I)sodu,

[Cu(H

2

O)

6

]SO

3

siarczan(IV)heksaakwamiedzi(II),

K

4

[NiF

6

]

heksafluoroniklan(II)sodu,

[Cu(NH

3

)

4

]SO

4

siarczan(VI) tetraaminamiedzi(II)