d7a9ba64de9843ded35dbaafc9b4e492.doc

13

ZWIĄZKI   KOMPLEKSOWE

                    podstawy  dla  licealistów

Opracował: mgr Jarosław Kot

1.   Znaczenie  związków  kompleksowych.

    „Związki koordynacyjne mają ogromne i stale wzrastające znaczenie w wielu dziedzinach technologii i techniki. Znajdują zastosowanie w analizie chemicznej, w procesach wymiany jonowej, w przemyśle syntezy chemii nieorganicznej i organicznej. Wykorzystanie różnego rodzaju atomów centralnych (praktycznie cała tablica Mendelejewa ze szczególnym uwzględnieniem metali d-elektronowych) i różnorodnych ligandów (w tym ogromna liczba ligandów organicznych) umożliwia otrzymywanie wręcz nieograniczonej liczby związków kompleksowych o różnorodnych i specyficznych właściwościach.

   Związki koordynacyjne odgrywają istotną rolę w funkcjonowaniu organizmów żywych, jak np. barwniki oddechowe (np. hemoglobina, mioglobina) jako układy przenoszące elektrony (cytochromy), układy biorące udział w fotosyntezie (chlorofil), jako metalo-enzymy pośredniczące w metabolizmie białek (kompleksy metali z peptydami i kwasami nukleinowymi).”

                                                                               dr Maria A. Kanas, Uniwersytet Jagielloński

   „Okazuje się jednak, że związków kompleksowych jest o wiele więcej niż pozostałych związków nieorganicznych. Duża liczba kompleksów wynika stąd, że liczne metale mogą tworzyć wiązania koordynacyjne, a różnych ligandów też jest wiele. (...)

    Wśród kompleksów znajdują się związki o niezwykłych właściwościach chemicznych i biologicznych i o różnych zastosowaniach. Dlatego chemia związków kompleksowych jest najszybciej rozwijającym się działem chemii. Przyroda też znalazła zastosowania dla tych związków. Kompleksem, na który najczęściej patrzymy jest chlorofil, zielony barwnik liści. Cząsteczka chlorofilu zawiera kation Mg(II), połączony wiązaniami koordynacyjnymi z czterema atomami azotu, które należą do bardzo dużej cząsteczki organicznej.”

prof. dr hab. Przemysław Mastalerz

W programie szkolnym związki kompleksowe pojawiają się przy okazji realizacji różnych zagadnień. Na przykład:

1. Amfoteryczne właściwości wodorotlenków i tlenków niektórych metali, np.:

  Al(OH)3  +  KOH  ®  K[Al(OH)4]   tetrahydroksoglinian(III) potasu

   K[Al(OH)4]  ® K+  +  [Al(OH)4]-    anion tetrahydroksoglinioanowy(III)

   K[Al(OH)4]    K[Al(O)2]  +  2 H2O     dioksoglinian(III) potasu

                                                                       (tradycyjnie: metaglinian potasu KAlO2)

   K[Al(O)2]  ®  K+  +  [Al(O)2]-  anion dioksoglinianowy(III)

2. Odczynnik Tollensa – amoniakalny roztwór wodorotlenku srebra:

    AgOH  +  2 NH3  ®  [Ag(NH3)2]OH     wodorotlenek  diaminasrebra(I)

    [Ag(NH3)2]OH  ®   [Ag(NH3)2]+ +  OH-   kation diaminasrebra(I)

3. Procesy fotograficzne – utrwalanie materiałów światłoczułych:

    AgBr (klisza)  +  2 Na2S2O3 (utrwalacz)  ®  Na3[Ag(S2O3)2]  +  NaBr  

                                                                   ditiosiarczanosrebrzan(I) sodu

    Na3[Ag(S2O3)2]  ®  3 Na+ +  [Ag(S2O3)2]3-    anion  ditiosiarczanosrebrzanowy(I)

4. Rozpuszczanie złota w wodzie królewskiej (mieszanina 1 cz. HNO3  + 3 cz. HCl)

     tworzy się kompleks:    H[AuCl4]   kwas  tetrachlorozłotowy(III)

    H[AuCl4]  ®  H+ +  [AuCl4]-    anion  tetrachlorozłotowy(III)

5. Wykrywanie alkoholu wielowodorotlenowego:

                                                                       H

CH2 –OH                                    CH2 –O              O -H

ç                +  Cu(OH)2    ®        ç                Cu                   dihydroksoglikolomiedź(II)

CH2 –OH                                    CH2 –O              O -H

                                                                       H

lub raczej:

  CH2 –OH                                                CH2-O              O-CH2

2 ç              + CuSO4 + 2 NaOH ® Na2   ç             Cu           ç        +  H2SO4   + 2 H2O

  CH2 –OH                                                CH2-O              O-CH2

                                                                diglikolomiedzian(II) sodu

(według: dr M. A. Kanas, UJ)

2.   Budowa związków kompleksowych.

   Określenie: „kompleks” odnosi się do cząsteczek lub jonów, w których z atomem >A<  związane są inne atomy >B< lub grupy atomów >C< w liczbie (zwykle) przewyższającej wartościowość atomu >A<.

Atom >A< nazywany jest „rdzeniem” lub „atomem centralnym”.

Atomy >B< lub grupy >C< nazywane są „ligandami”.

Cały zespół jednego lub kilku atomów centralnych i związanych z nimi ligandów nazywa się „jednostką koordynacyjną” lub „kompleksem”.

Kompleks może być:

1) kationem

    np.:  [Cr(H2O)6]3+    kation    h e k s a a k w a c h r o m u (III)

            [Al(OH)(H2O)5]2+   kation   p e n t a a k w a h y d r o k s o g l i n u (III)

2) anionem

    np.:  [Fe(CN)6]3-    anion  h e k s a c y j a n o ż e l a z i a n o w y (III)

                                   (tradycyjnie nazywany: anion żelazocyjankowy)

            [Fe(CN)6]4-    anion  h e k s a c y j a n o ż e l a z i a n o w y (II)

                                   (tradycyjnie nazywany: anion żelazicyjankowy)

3) obojętną cząsteczką

    np.:  [Co(NO2)3(NH3)3]     t r i a m i n a t r i ...