Класифікація та номенклатура комплексних сполук
І. Неорганічні комплекси
Залежно від заряду комплексного йона комплексні сполуки поділяють на катіонні [Ag(NH3)2]Cl, аніонні K4[Fe(CN)6] та нейтральні [Fe(CO)5] комплекси. Якщо заряд комплексної сфери комплексу позитивний, як у випадку [Ag(NH3)2]+, комплекс називають катіонним. Відповідно негативний заряд комплексного йону [Fe(CN)6]4- зумовлює появу аніонного комплексу. Комплексну сполуку, яка не має йонів зовнішньої сфери і заряд її комплексного йона дорівнює нулю, називають нейтральним комплексом. Нейтральними є комплекси карбонілів металів [Fe(CO)5], [Ni(CO)4], [СО2(CO)8], деякі комплекси Платини [Pt(NH3)2Cl2], Кобальту [Co(NH3)3Cl2] та інших d-елементів.
При класифікації комплексних сполук велику увагу приділяють природі лігандів. За природою лігандів розрізняють такі типи комплексних сполук:
Аквакомплекси – сполуки, у яких лігандами є молекули води: [Co(H2O)6]Cl3, [Cr(H2O)6]2(SO4)3, [Ca(H2O)6]Cl2. У водному розчині всі катіони d-елементів утворюють стійкі аквакомплекси.
Аміакати містять комплексні йони, лігандами яких є молекули аміаку або амінів: метиламіну СН3NH2, етиламіну С2Н5NH2, етилендіаміну Н2NСH2СH2NH2. Аміакати [Ag(NH3)2]ОН, [Cu(NH3)4](OH)2 є сильними основами.
Ацидокомплекси містять ліганди, які є кислотними залишками. Наприклад, K[BiI4], Na2[NiCl4], Na3[AlF6], Na[Ag(S2O3)2]
Гідроксокомплекси – сполуки, лігандами яких є гідроксид-йони. Наприклад, Na2[Be(OH)4], K3[Al(OH)6], Na2[Sn(OH)6].
Полігалогеніди як ліганди містять нейтральні молекули галогенів. Комплексоутворювачем у таких сполуках є негативно заряджений йон галогену. Наприклад K[I-(I02)], Cs[I-(I02)2], Rb[I-(I02)4]. Для зручності ці сполуки записують так: KI3, CsI5, RbI9.
Комплексі сполуки змішаного типу містять різні ліганди: як йони, так і нейтральні молекули. Наприклад, [Co(H2O)(NH3)4Cl]Cl2, [Pt(NH3)3Cl3].
ІІ. Органічні комплекси (хелати)
Циклічні або хелатні (клешнеподібні) комплекси містять ді- та полідентантні ліганди, які утворюють з центральним атомом декілька зв’язків. Конфігурація такого комплексного йона нагадує клешню рака, тому їх називають клешнеподібними:
У халатних сполуках центральний атом входить до складу циклу. У внутрішньокомплексних сполуках комплексоутворювач зв’язаний з лігандами ковалентним зв’язком як донорно-акцепторним, так і за обмінним механізмом. Комплексні сполуки такого типу характерні для амінокарбонових кислот. Так, аміноацетатна кислота Н2N – СН2 – СООН (гліцин) утворює з катіонами Cu2+, Pt2+ внутрішньокомплексні сполуки:
До внутрішньокомплексних сполук відносять гемоглобін і хлорофіл.
Номенклатура комплексних сполук. Для назви комплексних сполук застосовують номенклатуру, створену Міжнародним союзом по чистій (теоретичній) та прикладній хімії – IUPAC.
Комплексні сполуки читають справа наліво, тобто першим називають аніон, а потім катіон.
У комплексних йонах першими справа наліво називають ліганди у тому порядку, як вони записані, незалежно від їх заряду. Аніонним лігандам дають закінчення –о, нейтральні ліганди називають як відповідні молекули, за винятком Н2О – аква, NH3 – амін, СО – карбоніл, NО – нітрозил. Нижче наведені назви деяких лігандів:
Аніонні ліганди |
Назва |
Аніонні ліганди |
Назва |
F- |
фторо- |
SCN- |
тіоціанато- |
Cl- |
хлоро- |
NO2- |
нітро- |
Br- |
бромо- |
S2O32- |
тіосульфато- |
I- |
йодо- |
CO32- |
карбонато- |
S2- |
сульфідо- |
C2O42- |
оксалато- |
OH- |
гідроксо- |
NO3- |
нітрато- |
CN- |
ціано- |
SO42- |
сульфато- |
Число лігандів кожного виду вказують числовими префіксами: ди-, три-, тетра-, гекса-, гепта-, окта-, нона-, дека-. Якщо ліганди складні і їх назви уже містять приставки ди-, три- тощо, то для позначення їх числа 2, 3, 4, використовують префікси біс-, трис-, тетракис-. Назву складного ліганда інколи заключають у круглі дужки. Наприклад, комплекс [Co(NH2С2Н4NH2)2Cl2]NО3 називають нітрат дихлоробіс (етилендіамін) кобальту (ІІІ).
У нейтральних комплексах спочатку називають ліганди, а потім комплексоутворювач. Записують назву такої координаційної сполуки у називному відмінку одним словом. Наприклад, [Pt(NH2)2Cl2] – дихлородіамінплатина, [Co(NH3)3(NО2)3] – тринітротриамінкобальт.
Якщо координаційна сполука є катіонним комплексом, то спочатку називають у називному відмінку називають аніон, потім у родовому - комплексний катіон. Комплексний катіон називають справа наліво, вказуючи ліганди та їх число. Останнім називають комплексоутворювач, для якого у круглих дужках римськими цифрами вказують його ступінь окиснення. Назву аніона та катіона записують окремо. Наприклад, катіонний комплекс [Co(NH3)5Cl]Cl2 називають – хлорид хлоропентаамінкобальта (ІІІ).
Якщо комплексна сполука є аніонним комплексом, то спочатку називають у називному відмінку комплексний аніон, потім у родовому – катіон зовнішньої сфери. Комплексоутворювач називають, додаючи до кореня латинської назви елемента суфікс –ат. Ступінь окиснення центрального атома вказують у дужках римськими цифрами. Наприклад, аніонні комплекси називають: К[AuCl4] - тетрахлороаурат (ІІІ) калію.
K4[Fe(CN)6] – гексаціаноферат(ІІ) калію
K3[Fe(CN)6] - гексаціаноферат(ІІІ) калію