Комплексы могут быть:

а) катионные [Cu(NH₃)₄]²⁺, [Co(H₂O)₆]²⁺, если внутренняя сфера является катоном;

б) анионные [Al(OH)₆]^3-, [Fe(CN)₆]^4-, если внутренняя сфера является анионом;

в) нейтральные [Fe(CO)₅], [Cr(NH₃)₃Cl₃], если внутренняя сфера не несет заряда;

В зависимости от того, чем представлен лиганд, выделяют:

Аквакомплексы – в качестве лиганда выступает молекула воды Н₂О;

Ацидокомплексы- в качестве лиганда выступают анионы кислот (Cl^-,NO₂^-,SO₄^2-и т.д.);

Аммиакаты - если лигандом выступает молекула аммиака (NH₃);

Амминаты - если лиганд содержит аминогруппу (NH₂);

Карбонилы - если лиганд представлен группой (СО);

Гидроксокомплексы - если лиганд гидроксогруппа ОН^-.

Номенклатура комплексных соединений.

1)Комплексные соли называются также как обычные - анион, потом катион

[Cr(NH₃)₆](NO₃)₃ - нитрат гексамминхрома(III)

2) Лиганды называются следующим образом:

нейтральные- как молекулы, кроме H₂O - аква, NH₃- аммин;

анионы- суффикс “o” - хлоро, нитро; сульфито; сульфато

катионы- суффикс “иум” - гидразиниум.

3) Порядок лигандов: сначала анионы, потом нейтральные молекулы, и наконец, катионы. Внутри каждой группы в порядке увеличения сложности.

[Pt(NH₃)₄(NO₂)Cl]SO₄ - сульфат хлоронитротетрамминплатины (IV)

(NH₄)[Cr(NH₃)₂(NCS)₄] – тетраизотиоцианатодиамминхромат (III) аммония.

4) Числовые приставки - ди-, три-, тетра-, пента-, гекса- … Но если в названии лиганда присутствует уже ди- или три-, (этилендиамин), для благозвучия договорились количество лигандов обозначать бис-, трис-, тетракис-.

K₃[Al(C₂O₄)₃] - триоксалатоалюминат(III) калия, но

[Co(en)₂Cl]SO₄ - сульфат хлоро-бис-этилендиаминкобальта(III)

5) Окончания - анионные комплексы кончаются на -ат, как обычные анионы, катионные - как обычные катионы, нейтральные - как металл.

Сa₂[Fe(CN)₆] - гексацианоферрат(II) кальция,

[Fe(H₂O)₆]SO₄ - сульфат гексаакважелеза(II),

[Ni(СО)₄] - тетрокарбонилникель(II)

6) Степень окисления металла (высчитывается из общей электронейтральности всей молекулы комплексного соединения) - римские цифры в скобках. Но в комплексах бывают и необычные степени окисления металлов - 0, -1. Они пишутся арабскими цифрами.

Na[Co(CO)₄] - тетракарбонилкобальтат(-1) натрия.

В зависимости от того сколько связей образует лиганд с центральным атомом различают монодентантные, би и полидентантые лиганды. Многие многоатомные лиганды способны образовывать координационную связь с комплексообразователем разными атомами. Такие лиганды получили названия амбидентантных. Например: анион NCS^-способен образовывать связь азотом и серой.

Существует еще одна разновидность лигандов – мостиковые

К таким лигандам могут относится частицы, имеющие несколько атомов доноров, либо несколько донорных электронных пар в одном атоме: NCS^-,I^-,OH^-,NH₂^-Такие лиганды связывают комплоексообразователи между собой.

На рисунке изображен двуядерный комплекс где мостиковые лигандыNH₂^-иOH^-два иона- комплексообразователя (Со³⁺)

Метод валентных связей в описании комплексных соединений.

Комплексными называются соединения, имеющие хотя бы одну связь, образованную по донорно-акцепторному механизму.

Согласно методу ВС каждый лиганд является донором электронов, а комплексообразователь – акцептором электронов. Лиганд размещает свои электроны на вакантных атомных орбиталях комплексообразователя. Пространственное расположение лигандов зависит от типа гибридизации центрального атома.

Sp³d² – октаэдр

Spd² –квадрат

Sp³ – тетраэдр

Естественно, что при этом метод ВС рассматривает образование только сигма – связей.

Примеры:

Комплексный ионн гексаамминохрома(III)

[Cr(NH₃)₆]³⁺

Электронная конфигурация атома хрома 3d⁵4s¹4p⁰ иона хрома3d³4s⁰4p⁰

3d 4s 4p

↑

↑

↑

Согласно методу ВС этот комплекс должен быть парамагнитен, так как содержит три не спаренных электрона. Для образования координационной связи используются 2 –d, 1-s, 3 –pорбитали атома хрома , где он выступает в роли акцептора. Азот в аммиаке, имея не поделенную электронную пару, выступает в роли донора.

Так как в процессе образования связи число неспаренных электронов в атоме хрома остается постоянным, то такой комплекс называется спин-свободным или высокоспиновым.

[Co(NH₃)₆]³⁺

Ион гексо амминокобальта (III)

Электронная конфигурация кобальта 3d⁷4s²4p⁰, иона кобальта (+3)3d⁶4s⁰4p⁰

3d4s4p

↑↓

↑

↑

↑

↑

Чтобы в комплексе было октаэдрическое строение и возможно присоединение шести лигандов необходимо освободить две ячейки. Это возможно осуществить двумя путями:

• промотировать два электрона на более высокий энергетический уровень на пример на 4dили 5s

• спарить, что энергетически более выгодно 3dэлектроны.

3d 4s 4p

↑↓

↑↓

↑↓

В освобожденных орбиталях располагают свои электронные пары атомы азота.

Данный комплекс относится к числу спин-спаренных или низкоспиновых комплексов.

Однако, не все октоэдрические комплексы кобальта построены так гексоамминат. Например гексофторособальт (III)[Co(F)₆]³⁺является спин-свободным или высокоспиновым. Также он проявляет парамагнитные свойства. Для описания этого явления выводится понятия внутри и внешнеорбитальных комплексов.

Выше рассмотренные комплексы относятся к типу внутриорбитальных, так как в образовании координационной связи принимают участие орбитали предвенешнего подуровня.

Для внешнеорбитальных комплексов характерно участие только внешних орбиталей

Большинство внешнеорбитальных комплексов являются спин-свободными (высокоспиновыми) и парамагнитными.