�ݺ�ߣ

1|Pagе Теми по неорганична химия Мардик Балджиян

Координационно число и геометрия на комплексните
съединения. Изомерия
Съществуват преки и косвени доказателства, че пространственото
разположение на лигандите около комплексообразувателя се определя главно
от координационното число. При това един комплексообразувател може в
зависимост от условията и лигандите да образува комплекси с различно
координационно число или с различна геометрия при еднакво координационно
число. В някои случаи комплекси характеризиращи се с едно и също
координационно число, се различават по пространственото разположение на
лигандите. В рамките на метода на валетните връзки това се обяснява с
различния вид хибридизация на атомните орбитали на комплексообразувателя.
Координационните числа характерни за комплексните съединения са в граници
от 2 -12, но най – разпространените са 6 и 4. Няколко са факторите, които
определят стойността на предпочитаното координационно число:

 Ако преобладава електростатичния характер на връзката M L ,
високият заряд на катиона и ниския заряд на лиганда, фаворизират
високи координационни числа. Например йоните X определят по –
високо координационно число от O 2 .
 За моноатомни лиганди граничната стойност на к.ч. се определя подобно
на йонните кристали от съотношението между йонните радиуси.
 Ако преобладава ковалентният характер на връзката, по – слабо
поляризиращият се лиганд (F ) определя по – високо кооринационно
число, а лигандитес допълнително свързване (CN ) дават възможност
за най висока координация : FeCl 4 , [ Fe(CN ) 6 ]3 .
 Ако d – подслоят на металния йон е запълнен обикновено се образуват
комплекси с ниски стойности на координационното число.

Координационното число е свързано с определена геометрия на
комплекса.

Комплекси с координационно число 2

Срещат се рядко, главно при комплексите на Cu , Ag , Au . Електронната
конфигурация на йоните в тези елементи е d 10 , и вероятно се реализира sp –
хибридизация. Комплексите в този случай са линейни и ъгълът между
образуваните валентни връзки е 180º. Ако с M означим
комплексообразувателя, а с L - лигандите, геометрията на този вид комплекси
може да бъде изразен най – общо така :

L M L


Такава геометрия имат следните комплексни йони: Ag( NH 3 ) 2 , Ag(CN ) 2 и др.


Срещат се още по – рядко. Възможни са две структури: тригонално –
планарна, например при HgJ3 , или пирамидална при SnCl3 . В този случай
с реализира sp2хибридизация на централния атом.

Фиг.1. Тригонално – планарна структура

Фиг.2. Пирамидална структура

Фиг.3. Т – образна структура


Това е едно важно и много често срещано координационно число, при
което са характерни два типа на разположение на лигандите – тетраедрично и
квадратно – планарно. Пространствения строеж на тези комплекси може да се
представи най – общо по следния начин:

Фиг.4. Планарно – квадратна структура


Фиг.5. Тетраедрична структура

Фиг.6 Пирамидално – квадратна структура

Фиг.7. Структура „люлка”

Тетраедрично разположение на лигандите имат главно комплексите на
катионите на s- и p – елементите, както и комплексите на йоните на елементите
2
с почти запълнени (n 1)d - орбитали. Такива комплекси са: Li ( H 2 O) 4 , BeF4
, BF4 , AlCl 4 , FeCl 4 , CoBr4 и др. Формирането на тетраедрични
комплекси се благоприятства от взаимодействието на големи лиганди
(Cl , Br , J ) и неголеми метални йони или атоми,особено такива с
конфигурация d 10 и d 5 . Квадратно разположение на лигандите имат
комплексите на Au 3 , Pt 2 , Pd 2 , Ni 2 d 8 конфигурация и др. За тези йони е
характерна dsp 2 - хибридизация, при която с хибридизират орбиталите
(n 1)d x2 y2
, ns, npx и np y . Четирите dsp 2 - хибридни орбитали са насочени към
върховете на квадрат и с тях комплексообразувателя образува четири химични
връзки, насочени към върховете на квадрата.


Координационно число 5 при комплексите е също рядко срещано.
Обикновено се среща при някои неутрални комплекси като например [ Fe(CO ) 5 ] .
Централния атом при тях реализира sp 3 d хибридизация. Макар и рядко
срещано комплексите притежаващи го имат разнообразна структура:


Фиг.8. Тригонална бипирамида

Фиг.9. Пирамидално квадратна структура


Това е едно от най – важните координационни числа, тъй като голям брой
комплексообразуватели образуват комплекси с координационно число 6.
Практически всички комплекси с това координационно число имат октаедрична
геометрия. Октаедърът е четириъгълна бипирамида с осем триъгълни стени.
Ако в комплексите със състав ML6 всички шест лиганда са еднакви и всички
връзки M L са еквивалентни октаедърът е правилен.

Фиг.10. Октаедрична структура

Ако лигандите са различни , L, L , комплексите със състав ML5 L , ML4 L2 и т.н.
имат също октаедрична геометрия, но октаедрите са неправилни. Друга
характерна структура за комплекси с координационно число 6 е т.нар.
тригонална призматична:


Фиг.11. Тригонална призматична структура

Съществуват комплекси при които се реализира по – висико координационно
число.

Тяхната геометрия е представена на табл.1.

К.ч Структура
.

7 Bipiramidale
Pentagonale
(PBPY-7)
[D5h]

7 Ottaedrica
3-
Monocappata
(OCF-7)
[C3v]

7 Prismatica
Trigonale
4-
Monocappata
(TPRS-7)
[C2v]

Dodecaedrica
8 (DD-8)
[D2d]


Antiprismatica
8 Quadrata
(SAPR-8)
[D4d]

8 Cubica
(CU-8)
[Oh]

8 Bipiramidale
Esagonale
(HBPY-8)
[D6h]

Prismatica
Trigonale
8 3,3-Bicappata
(TPRT-8)
[C2v]

Prismatica
Trigonale
8 4,4-Bicappata
(TPRS-8)
[C2v]

Prismatica
Trigonale
9 4,4,4-
Tricappata
(TPRS-9)
[D3h]


Antiprismatica
Quadrata
10 4,4-Bicappata
[D4d]

Ottadecaedric
11 a
[C2v]

12 Icosaedrica
[Ih]


Изомерия при комплексните съединения.
Изомерите са съединения с еднакъв качествен и количествен състав,
но с различна структура. Изомерията като явление в неорганичната химия
особено добре се илюстрира при комплексните съединения, като при това се
проявяват различни видове изомерия.

Геометрична (цис – транс) изомерия

Тя е характерна за комплексите с плоско – квадратна или октаедрична
симетрия и два типа лиганди :

Фиг.Геометрична цис-транс изомерия при плоскоквадратни комплекси

Фиг.Геометрична изомерия при октаедрични комплекси


Оптична изомерия

Оптичната изомерия е наблюдавана при тетраедричните комплекси , но е най –
характерна за тези с октаедрична конфигурация. Съществуването на оптични
изомерие свързано с отсъствието на равнина на симетрия. Такива комплекси
съществуват в две оптичноактивни форми – въртят плоскостта на
поляризованата светлина наляво или надясно.

Оптична изомерия при комплекси с к.ч.3

Бис (бензилоилацетонато) берилий

Оптична изомерия при бидентатни хелатни лиганди

Йонизационна изомерия

Йонизационната изомерия се наблюдава, когато йони от външната и
вътрешната координационна сфера сменят местата си:

10 | P a g е Т е м и п о н е о р г а н и ч н а х и м и я Мардик Балджиян

Неин частен случай е хидратната изомерия:

Cr ( H 2 O6 ) Cl3 хексааквахромен( ІІІ ) хлорид -виолетов комплекс

Cr ( H 2 O) 5 Cl Cl 2 .H 2 O пентааквах лорохромо( ІІІ ) хлорид - зелен комплекс

Cr ( H 2 O) 4 Cl 2 Cl.2H 2O тетрааквадихлорохромен( ІІІ ) хлориддихидрат - тъмно зелен

Координационна изомерия

Координационната изомерия е характерна за съединения, съставени от
анионен и катионен комплекси се проявява във взаимен обмен между
комплексообразувателя и/или лигандите. Например :

Cu ( NH 3 ) 4 PtCl 4 - виолетов комплекс

Pt ( NH 3 ) 4 CuCl 4 - зелен комплекс

Изомерия по връзка – Linkage isomerism

Проявява се при комплексни съединения, които съдържат бидентатни лиганди
(повече от един донорен център), които могат да се свържат с
комплексообразувателя с различни атоми:

�ݺ�ߣ

координационно число и геометрия на комплекснит съединения. изомерия

Recommended

More Related Content

What's hot (20)

координационно число и геометрия на комплекснит съединения. изомерия