4. Терминология комплексных соединений.

При описании комплексных соединений используются такие термины как – внутренняя и внешняя координационная сфера, центральный атом комплексообразователь, лиганды, координационное число, заряд комплекса, дентатность лигандов, координационный полиэдр, хиральность комплекса.

Лиганды, называемые также адендами, это атомы или атомные группировки непосредственно связанные с центром координации. Например, в комплексе [Pt(NH₃)₄]Cl₂ молекулы аммиака, окружающие ион Pt(IV) и непосредственно связанные с ним, выступают в качестве лигандов. Лигандами могут быть молекулы или ионы (K₂[PtCl₄]), непосредственно взаимодействующие с координационным центром.

Координационная сфера – внутренняя координационная сфера содержит координационный центр комплексообразователь и лиганды. Сумма зарядов комплексообрателя и лигандов внутренней сферы комплекса определяет заряд комплекса, компенсация которого обеспечивается противоионами, образующими внешнюю сферу. В случае [Pt(NH₃)₄]Cl₂ и K₂[PtCl₄] сумма зарядов центрального иона комплексообразователя Pt²⁺ и 4-х нейтральных аммиачных или отрицательных хлоридных лигандов определяет катионый и анионный характер внутренней сферы комплексов с зарядами +2 и -2. Два хлоридных аниона и два катиона калия в составе [Pt(NH₃)₄]Cl₂ и K₂[PtCl₄] компенсируют заряды внутренней сферы комплексов и образуют внешнюю сферу. Внутреннюю сферу комплекса заключают в квадратные скобки.

Внутренняя и внешняя сферы комплекса имеют различный характер химической связи. Внутренняя сфера имеет ионно-ковалентный характер связи между комплексообразователем и лигандам, тогда как внешняя сфера – преимущетственно ионным характером связи с внутренней сферой. Это приводит к практически полной диссоциации комплексов на внутреннюю и внешнюю сферу и обратимую диссоциацию внутренней сферы:

[Pt(NH₃)₄]Cl₂  [Pt(NH₃)₄]²⁺ + 2Cl^- (2.1),

K₂[PtCl₄]  [PtCl₄]^2- + 2K⁺ (2.2),

[Pt(NH₃)₄]²⁺ + 4H₂O  [Pt(H₂O)₄]²⁺ + 4NH₃ (2.3),

[PtCl₄]^2- + 4H₂O  [Pt(H₂O)₄]²⁺ + 4Cl^- (2.4).

При нулевом заряде внутренней сферы комплекс не содержит внешней сферы – например [Pt(NH₃)₂Cl₂].

Координационное число (к.ч.) определяется числом электронодонорных центров лигандов (атомов, -связей), непосредственно взаимодействующих с комплексообразователем – например, 4 хлоридных лиганда или 3 хлоридных и один этиленовый лиганд, непосредственно взаимодействующих с Pt(II):

определяют координационное число 4 [PtCl₄]^2- и [PtCl₃(C₂H₄)]^- комплексов.

Табл. 2.1. Характерные координационные числа комплексообравателей.

Комплексообразователь	Структура	К.Ч.	Комплекс
Cu(I), Ag(I), Au(I)	Линейная Треугольная	2 3	[MCl2]-, [M(NH3)2]+ [MF3]2-
Ni(II), Pd(II), Pt(II), Rh(I), Ir(I), Au(III)	Плоский квадрат Тетраэдр	4 4	[M(CO)4], [PtCl4]2- [NiCl4]2-
Fe(0), Ni(0)	Тригональная бипирамида	5	[M(CO)5]
Rh(III), Ir(III), Pt(IV), Pd(IV)	Октаэдр	6	[RhCl6]3-, [PdCl6]2-
V(V), Nb(V), Ta(V)	Октаэдр Пентагональная бипирамида	6 7	[MCl6]- [MF7]2-

Координационное число зависит от электронного строения и степени окисления комплексообразователя и соотношения его радиуса с радиусом лиганда (табл. 2.1) – чем меньше радиус лиганда и больше радиус комплексообразователя, тем координационное число больше и структуры комплекса.

Дентатность лиганда – (англ. «dent» - зуб) в зависимости от числа занимаемых лигандом координационных мест во внутренней сфере комплекса, лиганды являются – монодентатными или полидентатными (би-, три-, тетра-…). Так, аммиак, этилендиамин и пропилендиамин, занимающие 1, 2 и 3 координационных места во внутренней сфере комплексов Pt(II):

выступают в качестве моно-, би- и тридентатных лигандов.

Координационный полиэдр – виртуальный многогранник, вершинами которого являются определенным образом расположенные в пространстве донорные атомы лигандов комплекса (табл. 2.1). Количество вершин координационного полиэдра определяется координационным числом комплексообразователя.

Хиральность – свойство комплексов, связанное с оптической изомерией – существованием энантиомеров с разным знаком вращения плоскости поляризации световой волны. Хиральные комплексы характеризуются отсутствием в них зеркально-поворотных осей симметрии. Так, плоско-квадратные комплексы ахиральны, тогда как тетраэдрические комплексы с четырьмя различными лигандами – хиральны. Почти все комплексы с биолигандами хиральны.