17.5. Химические свойства комплексных соединений

Для комплексных соединений прежде всего характерны те же свойства, что и для обычных соединений тех же классов (соли, кислоты, основания).

Если комплексное соединение кислота, то это сильная кислота, если основание, то и основание сильное. Эти свойства комплексных соединений определяются только наличием ионов H₃O или OH . Кроме этого комплексные кислоты, основания и соли вступают в обычные реакции обмена, например:

[Cu(NH₃)₄]SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄ + [Cu(NH₃)₄]Cl₂ FeCl₃ + K₄[Fe(CN)₆] = Fe₄[Fe(CN)₆]₃ + 3KCl

Последняя из этих реакций используется в качестве качественной реакции на ионы Fe³ . Образующееся нерастворимое вещество ультрамаринового цвета называют " берлинской лазурью" [систематическое название – гексацианоферрат(II) железа(III)-калия].

Кроме этого в реакцию может вступать и сама комплексная частица, причем, тем активнее, чем она менее устойчива. Обычно это реакции замещения лигандов, протекающие в растворе, например:

[Cu(H₂O)₄]² + 4NH₃ = [Cu(NH₃)₄]² + 4H₂O,

а также кислотно-основные реакции типа

[Zn(OH)₄]² + 2H₃O = [Zn(H₂O)₂(OH)₂] + 2H₂O [Zn(H₂O)₄]² + 2OH = [Zn(H₂O)₂(OH)₂] + 2H₂O

Образующийся в этих реакциях [Zn(H₂O)₂(OH)₂] после выделения и высушивания превращается в гидроксид цинка:

[Zn(H₂O)₂(OH)₂] = Zn(OH)₂ + 2H₂O

Последняя реакция – простейший пример разложения комплексного соединения. В данном случае она протекает при комнатной температуре. Другие комплексные соединения разлагаются при нагревании, например:

[Cu(NH₃)₄]SO₄^.H₂O = CuSO₄ + 4NH₃ + H₂O (выше 300 ^oС) 4K₃[Co(NO₂)₆] = 12KNO₂ + 4CoO + 4NO + 8NO₂ (выше 200 ^oС) K₂[Zn(OH)₄] = K₂ZnO₂ + 2H₂O (выше 100 ^oС)

Для оценки возможности протекания реакции замещения лигандов можно использовать спектрохимический ряд, руководствуясь тем, что более сильные лиганды вытесняют из внутренней сферы менее сильные.

17.6. Изомерия комплексных соединений

Изомерия комплексных соединений связана 1) с возможным различным расположением лигандов и внешнесферных частиц, 2) с различным строением самой комплексной частицы.

К первой группе относится гидратная (в общем случае сольватная) и ионизационная изомерия, ко второй – пространственная и оптическая.

Гидратная изомерия связана с возможностью различного распределения молекул воды во внешней и внутренней сферах комплексного соединения, например: [Cu(H₂O)₂Br₂] (цвет красно-коричневый) и [Cu(H₂O)₄]Br₂ (цвет голубой).

Ионизационная изомерия связана с возможностью различного распределения ионов во внешней и внутренней сфере, например: [Co(NH₃)₅Br]SO₄ (пурпурного цвета) и [Co(NH₃)₅SO₄]Br (красного цвета). Первое из этих соединений образует осадок, реагируя с раствором хлорида бария, а второе – с раствором нитрата серебра.

Пространственная (геометрическая) изомерия, иначе называемая цис-транс изомерией, характерна для квадратных и октаэдрических комплексов (для тетраэдрических невозможна). Пример: цис-транс изомерия квадратного комплекса [Pt(NH₃)₂Cl₂]

Оптическая (зеркальная) изомерия по своей сути не отличается от оптической изомерии в органической химии и характерна для тетраэдрических и октаэдрических комплексов (для квадратных невозможна).

Комплексное (координационное) соединение, комплексная частица, комплексообразователь, лиганды, дентатность лиганда, координационное число, координационный полиэдр, внутренняя сфера, внешняя сфера, аквакомплексы, гидроксокомплексы, аммиакаты, ацидокомплексы, гидридные комплексы, карбонильные комплексы, анионгалогенатные комплексы, спектрохимический ряд лигандов