О реакционной способности комплексных соединений

Комплексные соединения участвуют в разнообразных химических реакциях, включая внутрисферное замещение одних лигандов на другие, диссоциацию лигандов, например молекул воды:

[PtCl3H2O]- + H2O [PtCl3OH]2 - + H3O+,

внутрисферные превращения лигандов, например, координированных нитрилов R-CЇN (R - органический радикал) в амидины

[Pt(R-CЇN)2Cl2] + 2NH3

[Pt()2Cl2]

и другие превращения.

Многие комплексные соединения являются катализаторами различных процессов гомогенного и гетерогенного катализа. Часто при получении лекарственных препаратов на основе фармакологически активных комплексных соединений удается понизить токсичность как металла, так и лигандов, связанных в комплексе, и модифицировать в желаемом направлении их биологическую активность.

Номенклатура комплексных соединений

Комплексные соединения часто имеют довольно сложный состав и строение; к настоящему времени разработаны специальные системы составления их химического названия (номенклатуры).

Существуют три основных подхода к номенклатуре комплексных соединений металлов.

1. Традиционные специфические вненоменклатурные названия, по которым различным комплексным соединениям присваивались те или иные наименования (например, K4[Fe(CN)6] - желтая кровяная соль, ферроцианид калия; K3[Fe(CN)6] - красная кровяная соль, феррицианид калия; [Pt(NH3)4](OH)2 - первое основание Рейзе; транс-[Pt(OH)2(NH3)2] - второе основание Рейзе; цис-[PtCl2(NH3)2] - хлорид Пейроне; K[Co(NO2)4(NH3)2] - соль Эрдмана и т.д.).

2. Номенклатура, предложенная основателем координационой теории швейцарским химиком Альфредом Вернером, принятая в несколько измененном виде его последователями.

3. Номенклатура, рекомендованная в 1960 г. комиссией по номенклатуре неорганических соединений Международного союза по чистой и прикладной химии (ИЮПАК).

В современной научной, учебной, медицинской литературе используются все три подхода, хотя можно отметить тенденции к преимущественному применению номенклатуры, рекомендованной ИЮПАК, как наиболее логически обоснованной. В русском языке эта номенклатура несколько модифицирована, адаптирована к правилам русского языка.

Номенклатура, предложенная а. Вернером

Комплексные катионы. Вначале называют отрицательно заряженные лиганды внутренней сферы с окончанием "о" (хлоро-, бромо-, нитро-, родано- и т.д.). Если их число больше одного, то перед названиями лигандов добавляют числительные ди-, три-, тетра-, пента-, гекса- и т.д. Затем называют нейтральные лиганды, причем молекулу воды называют "акво", молекулу аммиака - "аммин". Если число нейтральных лигандов больше одного, то добавляют числительные ди-, три-, тетра- и т.д.

После нейтральных лигандов называют атом металла-комплексообразователя и в последнюю очередь - внешнесферные анионы. При этом наименование атома металла составляют из корня его латинского названия с характерным окончанием, зависящим от степени окисления центрального атома металла-комплексообразователя. Окончания эти следующие:

Примеры (для наглядности здесь и далее указана степень (состояние) окисления центрального металла, хотя обычно это не делается):

[PtII(NH3)4]Cl2 - тетрамминплатохлорид;

[PtIV(NH3)4Cl2]Cl2 - дихлоротетрамминплатехлорид;

[CoIII(NH3)5Cl]SO4 - хлоропентамминкобальтисульфат.

Комплексные анионы. Вначале называют отрицательно заряженные лиганды с соответствующими числительными (ди-, три-, тетра-, и т.д.). Затем называют нейтральные молекулы, после чего идет название металла с соответствующим окончанием, характеризующим его степень окисления, к которому добавляют еще суффикс "ат". В заключение в родительном падеже называют внешнесферные катионы.

Примеры

K[AgI(CN)2] - дицианоаргентаат калия;

K2[PtIVCl6] - гексахлороплатеат калия;

K4[FeII(CN)6] - гексацианоферроат калия;

Na3[FeIII(CN)6] - гексацианоферриат натрия.

Нейтральные комплексы. Названия строят аналогично предыдущему, за исключением того, что к наименованию металла-комплексообразователя не прибавляют никаких окончаний.

Примеры

[PtII(NH3)2Cl2] - дихлородиамминплатина;

[CoIII(NH3)3(NO2)3] - тринитротриамминкобальт;

[CrIII(NH3)3(SCN)3] - трироданотриамминхром;

[RhIIIPy3(C2O4)Cl] - хлорооксалатотрипиридинродий.

Номенклатура, рекомендованная Международным союзом по чистой и прикладной химии

Эту номенклатуру можно рассматривать как усовершенствованную и модернизированную номенклатуру А. Вернера. Лиганды называются так же, как и в вернеровской номенклатуре, т.е. отрицательно заряженные лиганды оканчиваются на "о", а нейтральные имеют обычные наименования.

Одноядерные комплексы. Вначале называют катион, затем - анион. При перечислении лигандов сначала называют отрицательно заряженные, затем - нейтральные с соответствующими числительными (ди-, три-, тетра- и т.д.). После этого называют атом металла-комплексообразователя, указывая после названия металла его степень окисления римскими цифрами в круглых скобках. Символ (0) используют для обозначения нулевой степени окисления. Если комплекс представляет собой анион, то к названию центрального атома добавляют суффикс "ат". Если лиганды представляют собой сложные многоатомные молекулы, то вместо числительных ди-, три-, тетра- и т.д. используют числительные бис-, трис-, тетракис-, пентакис-, гексакис-.

Примеры

[Pt(NH3)4]Cl2 - тетрамминплатина(II)хлорид;

[Pt(NH3)4Cl2]Cl2 - дихлоротетрамминплатина(IV)хлорид;

[Co(NH3)5Cl]SO4 - хлоропентамминкобальт(III)сульфат.

Если катион называют в родительном падеже (что в русском языке допускается), то наименования катиона и аниона пишут раздельно:

[Co(NH3)6]Cl2 - гексамминкобальт(III)хлорид или гексамминкобальта(III) хлорид.

Многоядерные комплексы. В многоядерных комплексах мостиковые лиганды обозначают символом "m" (мю) перед их наименованием.

Пример

- бис(этилендиамин)кобальт(III)-m-имидогидроксобис(этилендиамин)-кобальт(III)-ион.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Координационная химия (химия комплексных соединений) длительное время считалась одним из разделов неорганической химии; объяснялось это тем, что большинство известных ранее координационных соединений содержало в качестве лигандов, как правило, типичные неорганические молекулы и ионы - аммиак, воду, нитро-, роданогруппу и т.п. Экспериментальные исследования неорганических комплексных соединений были начаты за несколько десятилетий до того, как стала бурно развиваться органическая химия. После создания А. Вернером координационной теории химия комплексных соединений стала постепенно, в течение десятилетий, превращаться в самостоятельный раздел химической науки. Ее успешное развитие связано с именами Трассера, Цейзе, Йергенсена, Грэма, Клауса, Бломстранда, школы А.Вернера, а в двадцатом веке - Л.А. Чугаева, И.И. Черняева, А.А. Гринберга, Чатта, Найхольма, Фишера, Бьеррума и многих других ученых различных стран. В наши дни координационая химия - интенсивно развивающаяся в различных направлениях наука, тесно переплетающаяся с другими областями химии.