Комплексообразование в биологических системах
реклама
Комплексообразование в биологических системах Доц. М.В. Кирилив • КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ • Комплексное соединение – химическое вещество, в состав которого входят комплексные частицы. • Комплексная частица – сложная частица, способная к самостоятельному существованию в кристалле или растворе, образованная из других, более простых частиц, также способных к самостоятельному существованию. Комплексообразователь – центральный атом комплексной частицы. • Обычно комплексообразователь – атом элемента, образующего металл, но это может быть и атом кислорода, азота, серы, йода и других элементов, образующих неметаллы. Степень окисления комплексообразователя может быть положительной, отрицательной или равной нулю; при образовании комплексного соединения из более простых веществ она не меняется • Лиганды – атомы или изолированные группы атомов, располагающиеся вокруг комплексообразователя. • Лигандами могут быть частицы, до образования комплексного соединения представлявшие собой молекулы (H2O, CO, NH3 и др.), анионы (OH, Cl, PO43 и др.), а также катион водорода. • Координационное число (КЧ) – число связей, образуемых центральным атомом с лигандами. Комплексные соединения Строение CuSO4 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]SO4 âí åø í ÿÿ ñô åðà âí óòðåí í ÿÿ ñô åðà [Cu (NH3)4] SO4 êî ì ï ëåêñî î áðàçî âàòåëü ëèãàí äû êî î ðäèí àöèî í í î å ÷èñëî Красная кровяная соль âí åø í ÿÿ ñô åðà âí óòðåí í ÿÿ ñô åðà K3 [Fe (CN)6 ] êî ì ï ëåêñî î áðàçî âàòåëü ëèãàí äû êî î ðäèí àöèî í í î å ÷èñëî Комплексной может быть также нейтральная частица: âí óòðåí í ÿÿ ñô åðà [Pt(NH3)2Cl2] êî ì ï ëåêñî î áðàçî âàòåëü ëèãàí äû Комплексы с координационными числами 4 и 6. Расположение лигандов в таких комплексах квадратно-плоскостное (КЧ = 4), тетраэдрическое (КЧ = 4) и октаэдрическое (КЧ = 6) соответственно: Комплексообразователи: • Ионы металов: Ag+,Cu2+, Cu+, Co3+, Al3+, Ni2+, Pb2+,Fe2+, Fe3+ …. • Атомы неметаллов с положительной степенью окисления: S4+, S6+, P3+ Лиганды • Ионы: C2O42-, Cl-, I-, Br-, SO32-, CN• Нейтральные молекулы: NH3, H2O По числу центральных атомов комплексные частицы делятся на одноядерные и многоядерные. Центральные атомы многоядерных комплексных частиц могут быть связаны между собой либо непосредственно, либо через лиганды. И в том, и в другом случае центральные атомы с лигандами образуют единую внутреннюю сферу комплексного соединения: Номенклатура комплексных соединений Соединения в которых комплексный анион Называют електроотрицательные лиганды с окончанием на «о»: Cl-хлоро, CN-циано, NO3-- нитро. Их обозначают грецкими цифрами: 2-да, 3- три, 4- тетра, 5- пента, 6- гекса Если в соединении присутствуют лыгандынейтральные молекулы их называют (NH3 - амино, H2O - акво) Центральному атому дают латинское название элемента с окончанием «ат» K4[Fe(CN)6] калий гексацианоферат Na2[Zn(OH)4] натрий тетрааквоцинкат Названия наиболее распространенных лигандов: H2O – аква SO42 – сульфато CO – карбонил CO32 – карбонато NH3 – аммин CN – циано NO – нитрозил NCS – тиоцианато Cl – хлоро OH – гидроксо Br – бромо H – гидридо NO2 – нитро NO – нитрозо O2 – оксо H+I – гидро Примеры названий комплексных катионов: [Zn(H2O)4]2 – ион тетрааквацинка [Fe(H2O)5Cl]2 – ион хлоропентаакважелеза(III) [Ag(NH3)2] – ион диамминсеребра(I) [Al(H2O)4(OH)2] – ион дигидроксотетраакваалюминия [Cr(H2O)6]3 – ион гексааквахрома(III) [Co(NH3)5SO3] – ион сульфитопентаамминкобальта(III) Соединения в которых комплексный катион Называют анион который образует внешнюю сферу (сульфат, нитрат) Дают название комплексному катиону: называют лиганды с окончанием на «о» Указывают количество лигандов грецкими цифрами Называют центральный атом соответственно русскому названию элемента [Ag(NH3)2]Cl диаминсеребра хлорид [Cr(H2O)6]Cl гексааквохрома хлорид Аквакомплексы Комплексные частицы, в которых в качестве лигандов присутствуют молекулы воды. Устойчивые катионные аквакомплексы [M(H2O)n]m, анионные аквакомплексы неустойчивы. Все кристаллогидраты относятся к соединениям, содержащим аквакомплексы, например: Mg (ClO4)2.6H2O на самом деле [Mg(H2O)6](ClO4)2; BeSO4.4H2O - [Be(H2O)4]SO4; Zn(BrO3)2.6H2O - [Zn(H2O)6](BrO3)2; CuSO4.5H2O - [ Cu(H2O)4]SO4.H2O. Гидроксокомплексы Комплексные частицы, в которых в качестве лигандов присутствуют гидроксильные группы, которые до вхождения в состав комплексной частицы были гидроксид-ионами, например: [Zn(OH)4]2, [ Cr(OH)6]3, [ Pb (OH)3]. Гидроксокомплексы образуются из аквакомплексов, проявляющих свойства катионных кислот: [Zn(H2O)4]2 + 4OH = [Zn(OH)4]2 + 4H2O Аммиакаты Комплексные частицы, в которых в качестве лигандов присутствуют группы NH3 (до образования комплексной частицы – молекулы аммиака), например: [Cu(NH3)4]2, [ Ag(NH3)2], [Co(NH3)6]3. Аммиакаты также могут быть получены из аквакомплексов, например: [Cu(H2O)4]2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2 + 4 H2O Окраска раствора в этом случае меняется с голубой до ультрамариновой. Ацидокомплексы • Комплексные частицы, в которых в качестве лигандов присутствуют кислотные остатки как без кислородных, так и кислородсодержащих кислот (до образования комплексной частицы – анионы, например: Cl, Br, I, CN, S2, NO2, S2O32, CO32, C2O42 и т. п.). • Примеры образования ацидокомплексов: • Hg2 + 4I = [HgI4]2 AgBr + 2S2O32 = [Ag(S2O3)2]3 + Br Хелатные комплексные соединения – соединения, в которых комплексообразователи связаны с полидентатными лигандами, причем атом или ионкомплексообразователь является компонентом циклической структуры. NaOOC CH2 HOOC CH2 N CH2 CH2 трилон Б CH2 N COOH CH2 COO Na Комплексонометрия, хелатометрия, трилонометрия, • метод титриметрического анализа, основанный на образовании хорошо растворимых в воде и слабо диссоциированных комплексных соединений при реакции большинства катионов с аминополикарбоновыми кислотами (комплексонами). Конечную точку титрования устанавливают с помощью комплексонометрических и др. индикаторов. Спасибо за внимание!
