Комплексни съединения и процес на комплексообразуване

М + nL  ML_n.

Частицата МLn представлява комплексното съединение, М се нарича комплексообразувател, a L — лиганд. ( За удобство се из­бягва означаването на заряда на комплексообразувателя, лиганда и комплексното съединение, когато те са заредени частици).Очевидно е, че към комплексообразувателните процеси могат ла се причислят най-различни типове взаимодействия: образува­не на утайки, асоциация на протоните със спрегнатите основи на слабите киселини, образуване на йонни двойки и други.

Още от началото на 19 в., откогато датира по-сериозен инте­рес към комплексните съединения, е било установено, че някои съединения, на пръв поглед с наситена валентност, могат да притъкмяват към себе си допълнително и други съединения. Типичен и широко обсъждан в литературата пример е съединението PtCl₄ (Pt⁴⁺,С1¯). Оказало се е, че то може да притъкмява например до­пълнително Clֿ , NH₃ и т.н., независимо, че валентните връзки на съставящите атоми са наситени. Така образуваните съединения са комплекси: PtCI₄.nNH₃; PtCl₆²ֿ.

Подобен процес протича в голяма степен и с молекулите на някои разтворители. Когато като разтворител е използвана во­дата, комплексите се наричат „акво" или „хидратни комплекси". Например металните йони не са свободни във воден разтвор, а са хидратирани, т.е. свързани с определен брой молекули на во­дата: Fe(H₂0)₆²⁺; Mn(H₂0)₆²⁺, Cо(H₂0)₆²⁺. Понякога тези комплекси са толкова стабилни, че могат да бъдат изолирани.

Като се има предвид най-общото уравнение на комплексообразувателния процес, обикновено комплексообразувателят М е ме­тален йон или атом. В процеса на комплексообразуване около комплексообразувателя се.групират определен брой други йони или молекули (лиганди). Лигандите, които обграждат комплек­сообразувателя и са свързани непосредствено с него, изграждат т.нар. вътрешна координационна сфера на комплекса.

Лигандите са разположени в пространството около комплексо-образувателя по такъв начин, че се образува характерна про­странствена структура за всеки комплекс — тетраедрична, октаедрична и т.н. На следващата фигура са представени тетраедричният ком­плекс Cd (NH ) ²+ и октаедричния комплекс Fe(CN)₆⁴¯ С М е озна­чен комплексообразувателят, a с L — съответният лиганд.

Общият брой на лигандите, разположени във вътрешната ко­ординационна сфера, се определя от координационното число на металния йон - комплексообразувател. То най-често е 4 или 6, но се срещат, макар и по-рядко, координационни числа 2, 3, 5, 7, 8, 9 или 10. В общото уравнение на комплексообразувателния процес п е координационото число за конкретния случай.

Образуваният от комплексообразувателя и лигандите във вът­решната координационна сфера комплекс може да бъде неутрален (PtCI₄.2NH₃) или зареден комплексен катион или анион Сu(NH₃)₄²⁺, AgCl₂¯, Fe(CN)₆⁴¯.

Комплексните йони обикновено се обграждат със средни скоби и товарът на комплексния йон е алгебричен сбор от товарите на металния йон и на лигандите.

В разтворите заредените комплексни йони могат да взаимодействат поради електрично привличане с противоположно заредени йони. Последните влизат в състава на т.нар. външна координационна сфера Например в комплексното съединение Pt(NH₃)₆Cl₄, което може да съществува само в твърда фаза, Cl¯ са разположени във външната координационна сфера.

В разтворите на комплексни съединения се извършва процес на дисоциация – в едни случаи по-значителна, а в други може да бъде пренебрегната. В разтвор, съдържащ Fe(CN)₆⁴‾ не могат да бъдат открити йоните Fe³⁺ и CN ¯ с най-чувствителни реакции, докато Fe (CN)₆⁴‾ лесно се откриват с йоните Fe³⁺ - образува се берлинско синьо.

Fe³⁺+ K⁺ + Fe (CN)₆⁴‾ → KFe [ Fe(CN)₆ ]
В някои комплекси лигандите от вътрешната координационна сфера могат да бъдат заместени от други лиганди, които образуват по-здрави връзки с централния метален йон. В едни случаи това заместване протича бързо.Такива комплекси се означават като лабилни, например Ni(H₂O)₆²⁺ В други случаи заместването става много бавно – комплексите са инертни, например Cr(H₂O)₆³⁺

3 ХИМИЧНО РАВНОВЕСИЕ В ХЕТЕРОГЕННА СИСТЕМА.

ПРОИЗВЕДЕНИЕ НА РАЗТВОРИМОСТ