Лекция-презентация Комплексные соединения (1)

1.

ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ХИМИИ
КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
1. Строение комплексных соединений.
Классификация. Номенклатура.
2. Устойчивость комплексных соединений.
3. Изомерия.
4. Комплексоны. Хелаты. Краун-эфиры.
Лектор: Степанова Ирина Петровна, доктор
биологических наук, профессор, зав. кафедрой химии

2.

Медико-биологическое значение темы
[Ni(CO)4]
[Fe(C5H5)2]

3.

Медико-биологическое значение темы
Многие вещества организма (аминокислоты, белки,
нуклеиновые кислоты, витамины, гормоны) являются
активными лигандами.
N
H
N
N
H
N
Порфин
Они связывают катионы
металлов в различные
биологически важные
комплексные соединения.
Пример: Порфирины –
азотосодержащие
пигменты, входят в состав
небелковой части молекулы
гемоглобина, хлорофилла,
ряда ферментов.

4.

Медико-биологическое значение темы
H3C
CH=CH2
N
H3C
CH3
N
Mg
H2C
N
CH2-CH3
N
H2C
O
C
O
CH2
O
CH3
C
O-CH3
CH
H3C
C
CH2 3
CH
CH3
CH2 3
CH
CH3
хлорофилл
CH2 3
CH
CH3
CH3

5.

Медико-биологическое значение темы
гем
глобин
Гемоглобин крови (HHb),
выполняющий функцию
переносчика кислорода,
содержит гем-хелатный
комплекс порфирина с
ионами Fe2+ (к.ч.=6), в
котором осуществляется
4 связи. Одну связь Fe2+
образует с белкомглобином.

6.

Медико-биологическое значение темы
В легких, где парциальное
давление O2 высоко, он
присоединяется к Fe(II) на
шестую координационную
связь, а в тканях, из-за
снижения парциального
давления, кислород
освобождается.
HHb + O2
гемоглобин
HHbO2
оксигемоглобин

7.

Медико-биологическое значение темы
В условиях патологии лигандами могут быть
другие вещества – например угарный газ (CO).
Он образует с гемоглобином хелатный комплекс
в 300 раз более устойчивый, чем с кислородом.
Этим объясняется токсическое действие
угарного газа на организм.

8.

Медико-биологическое значение темы
Окисление Fe (II) до Fe (III) в геме носит случайный
характер. Окисленная форма гемоглобина,
метгемоглобин, не способна переносить O2 .

9.

Медико-биологическое значение темы
Миоглоби́н – железосодержащий
кислород-связывающий белок
скелетных мышц и мышцы
сердца.
миоглобин

10.

Медико-биологическое значение темы
B12 – это хелат Co3+
c порфирином.
B12 (Co[C62H88N13O14P])CN

11.

Медико-биологическое значение темы
Металлоферменты – это комплексы металлов с
белками.
Цитохром с в своей структуре
содержит гем, является
компонентом дыхательной цепи
митохондрий.

12.

Медико-биологическое значение темы
Карбоксипептидазы относятся к
Zn-металлоферментам.

13.

Медико-биологическое значение темы
Гормон инсулин – хелат Zn2+ c белком.

14.

Медико-биологическое значение темы
Комплексные соединения входят в состав
фарм. препаратов: применяются для
растворения камней в почках, печени и желчном
пузыре.
Гликозидные комплексы с ионами Ca2+ и Mg2+
играют важную роль в механизме действия
сердечных препаратов.
Соль Пейроне обладает противоопухолевой
активностью.
Cl
NH3
Pt
Cl
Соль Пейроне
NH3

15.

Медико-биологическое значение темы
Комплексоны используются для маскировки
(связывания и обезвреживания) ионов металлов,
присутствующих в лекарственных препаратах в
виде загрязнений, а также для вывода из
организма токсических ионов.
ЭДТА

16.

Медико-биологическое значение темы
ЭДТА
Антикоагулянт
Ca2+

17.

MPUESTOS DE COORDINACIO
Медико-биологическое значение темы
Комплексные соединения часто имеют яркую
окраску, поэтому их используют для
проведения качественных реакций
CuSO4 · 5 H2O
NiSO4 · 7 H2O
Co(NO3)2 · 7 H2O
INTRODUCCION

18.

Комплексные соединения
Красная
кровяная
соль
Медный
купорос
Хромокалиев
ые квасцы
Комплексными
называются соединения,
в узлах кристаллической
решетки которых
находятся комплексные
ионы, способные к
самостоятельному
существованию при
переходе соединения в
расплавленное или
растворенное состояние.

19.

Координационная теория А. Вернера
(1893 г. )
"Меня часто охватывает
экстаз пред красотой
моей науки. Чем дальше я
погружаюсь в ее тайны,
тем более она кажется
мне огромной,
величественной, слишком
красивой для простого
смертного."
Альфред Вернер
(1866-1919),
швейцарский
химик

20.

Строение комплексных соединений
Внешняя
сфера
Внутренняя сфера
K3[Fe(CN)6]
ИонКоординационное
комплексочисло
образователь Лиганды
[Cu(NH3)4]Cl2
Внутренняя
сфера
Внешняя
сфера

21.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Комплекс – центральный атом или ион (чаще
всего металла), окруженный набором лигандов.
[Co(NH3)6]3+ – комплекс
[Co(NH3)6]Cl3 – комплексное
соединение.
[Fe(CO)5] – комплекс и
комплексное соединение

22.

Основные положения
координационной теории А. Вернера
1. Внутренняя сфера комплекса
включает центральный атом или ионкомплексообразователя, вокруг
которого находятся связанные с ним
лиганды – молекулы или ионы. При
записи формул внутреннюю сферу
выделяют квадратными скобками.

23.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
2. Внешняя сфера – это совокупность
ионов, непосредственно не связанных
с центральным атомом или ионом
комплексообразователя и
удерживаемых около внутренней
сферы электростатическими силами.

24.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
3. Комплексообразователями
являются атомы или ионы металлов,
имеющие свободные орбитали (чаще
металлы d-элементы Co3+, Cu2+, Cu+,
Fe3+, Pt2+ и др.), т.е. они являются
акцепторами электронов.

25.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Периодическая таблица
d-блок переходные элементы
f-блок переходные элементы

26.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
d-Блок переходные элементы
VIIIB
IIIB
IVB
VB
VIB VIIB
Sc
Ti
V
Cr Mn Fe Co
Y
Zr
Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
La
Hf
Ta
W
Re Os
Ir
IB
IIB
Ni Cu Zn
Pt Au Hg

27.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Электронные конфигурации
Элемент
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Конфигурация
[Ar]3d14s2
[Ar]3d24s2
[Ar]3d34s2
[Ar]3d54s1
[Ar]3d54s2
[Ar] = 1s22s22p63s23p6

28.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Электронные конфигурации
Элемент
Конфигурация
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
[Ar] 3d64s2
[Ar] 3d74s2
[Ar] 3d84s2
[Ar]3d104s1
[Ar]3d104s2
[Ar] = 1s22s22p63s23p6

29.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура

30.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
4. Лиганды (от лат. ligo – привязываю)
(или адденды) имеют неподеленные
электронные пары, т.е. являются
донорами электронов – гидроксо-группы
(OH-), кислотные остатки (Cl, Br-, I-, NO2-,
CN-, SO42- и др.), а также нейтральные
полярные молекулы (H2O, NH3, CO и др.).

31.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Примеры лигандов
Анионы бескислородных кислот
F-, Cl-, Br-, I- (фторо-лиганд и т.д.)
Остатки кислородсодержащих кислот
CH3COO- – ацетато-лиганд
CO32- – карбонато-лиганд
C2O42- – оксалато-лиганд
SO42- – сульфато-лиганд

32.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Донорный атом O
OH- – гидроксо-лиганд
O2- – оксо-лиганд
O22- – пероксо-лиганд
K2[Zn(OH)4] – тетрагидроксоцинкат(II) калия
Электоронейтральные молекулы с донорными атомами O:
H2O – аква-лиганд
[Fe(H2O)6](ClO4)3 – гексаакважелеза(III) перхлорат
O
O
H
H
R
O
H
O
R
R
H
R
R
O
R

33.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура

34.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
5. Механизм комплексообразования
связан
с
межионным
и
межмолекулярным взаимодействиями,
но основной вклад в образование
внутренней сферы вносит донорноакцепторное взаимодействие.

35.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Орбитали иона (атома)
комплексообразователя всегда находятся в
гибридном состоянии. Тип гибридизации и
геометрическая форма комплексного иона
зависят, в первую очередь, от типа лигандов, их
дентатности и количества лигандов.
Второстепенно, тип гибридизации зависит от
самого комплексообразователя.

36.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
[Al(OH)4]3d
3d
3d
3+
AlAl Al
3+
3p
3p
3p
3s
3s3s
OH
OH
OH
sp3-гибридизация
тетраэдр
OH

37.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
[CoCl4 ]–2
3d
4s
4p
Co
Co2+
sp3-гибридизация
тетраэдр

38.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
[Ni(CN)4 ]2
3d
4s
4p
Ni
Ni2+
[Ni(CN)4 ]2
dsp2-гибридизация
тетраэдр

39.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
[Fe(C N) 6 ]3 –
3d
4s
4p
Fe+3
[Fe(C N) 6 ]3 –
d2sp3-гибридизация
октаэдр

40.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура

41.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Электростатическое взаимодействие внутри
комплекса (лиганды – нейтральные молекулы).

42.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
6. Координационное число (к. ч.)
комплексообразователя показывает,
сколько
связей
образует
комплексообразователь с лигандами.
Величина к.ч. зависит от природы
комплексообразователя, лигандов и
условий комплексообразования
(концентрации, рН, температуры и др.).

43.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура

44.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Координационные числа наиболее
распространенных комплексообразователей
Комплексообразователь
К.ч.
Ag+ , Cu+
Cu2+ , Zn2+, Pt2+, Hg2+
Fe3+, Co3+, Fe2+, Ni2+, Al3+, Pt4+
2
4
6

45.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Низкие КЧ = 2, 3 – встречаются редко.
КЧ = 2 характерно для Cu(I), Ag(I), Au(I) и
Hg(II), линейные комплексы (угол 180о).
КЧ = 2
[NH3 – Ag+ – NH3]+
[Cl – Ag+ – Cl]+
КЧ = 3 встречается
очень редко,
K[Cu(CN)2]

46.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
КЧ = 4 (тетраэдр и плоский квадрат).
[Ni(CO)4] 2+
тетраэдр
квадратный комплекс
[Pt2+(NH3)2Cl2]

47.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
КЧ = 5 – менее распространено (квадратная
пирамида и тригональная бипирамида).
пентацианоникелят(II), [Ni(CN)5]3-

48.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
КЧ = 6 – наиболее распространено.
Координационные полиэдры для почти
всех комплексов с КЧ = 6 являются
октаэдрами, редко – тригональная призма.
Молибденит MoS2
[Re(CH3)6]

49.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
КЧ = 6 – наиболее характерно для металлов
с электронной конфигурацией от d0 до d9.
Примеры: d0 – [Sc(H2O)6]3+; d3 – [Cr(H2O)6]3+;
d5 – [Fe(CN)6]3-; d6 – [RhCl6]3-.

50.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
КЧ = 7
Пентагональная
бипирамида
[UO2(H2O)5]2+
Тригональная
призма с одной
шапкой [NbF7]2-
Октаэдр с одной
шапкой
[TaCl4(PMe3)3]

51.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
КЧ = 8
додекаэдр
[Hf(ox)4]4-
квадратная
антипризма
[Mo(CN)8]3-

52.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
КЧ = 8, [СoF8]5- квадратная антипризма

53.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
КЧ = 9 важно для лантаноидов, т.к. катионы
Ln3+ имеют достаточно большие размеры:
(тригональная призма с тремя шапками).
[Nd(H2O)9]3+
[ReH9]2-

54.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
КЧ = 10, 12
КЧ=12,
[Ce(NO3)6]2-
КЧ = 10,
[Bi(NO3)5]2-

55.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Пример: Заряд внутренней сферы
комплексного соединения Z равен
алгебраической сумме зарядов
комплексообразователя и лигандов.

56.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Пример:
[Со+3(Сl-)4(Н2О)2]z
Комплексообразователь – Со3+
Лиганды – Сl-, Н2О
КЧ (Со3+) = 6
Z = 1 · (+3) + 4 ·(-1) + 2 · 0 = -1
[Со+3(Сl-)4(Н2О)2]Дописываем ионы внешней сферы:
К+[Со+3(Сl-)4(Н2О)2]-

57.

Классификация и номенклатура
комплексных соединений
По характеру заряда внутренней
сферы различают катионные, анионные и
нейтральные комплексы.
Например:
1) [Cu+2(H 2 О)4]2+ – катионный комплекс
2) [Fe+3(CN)6]3- – анионный комплекс
3) [Zn+2(ОН)2(NН3)(Н2О)]0 – нейтральный
комплекс

58.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Название комплекса:
Число лигандов – греч.
числит.
• 1 – (моно)
• 2 – ди
• 3 – три
• 4 – тетра
• 5 – пента
• 6 – гекса
• 7 – гепта …
число лигандов каждого
типа название
лигандов название
комплексообр. в нужной
форме
Число сложных лигандов: бис-, трис-,
тетракис-, пентакис- …
[M(En)4] – тетракис(этилендиамин)…
[M(SO42-)2] бис(сульфато-)…

59.

Номенклатура катионных комплексов
• Греческим числительным называют число лигандов:
1 – моно, 2 – ди, 3 – три, 4 – тетра, 5 – пента, 6 – гекса
• Называют лиганды:
а) нейтральные молекулы (Н2О – аква; NH3 – аммин;
СО – карбонил;
NO – нитрозил.
б) лиганды-анионы называют с окончанием «-о»:
ОН- – гидроксо; CI- – хлоро; Br- – бромо; I- – иодо;
NO2- – нитро; NO3- – нитрато; SO42- – сульфато;
CN- – циано; SCN- – родано.
• Называют комплексообразователь русским
наименованием в родительном падеже.
• Отмечают валентность комплексообразователя
римской цифрой в скобках.

60.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Пример:
II
[Cu(NH3)4]Cl2
Хлорид тетраамминмеди(II)
H2O – аква
NH3 – аммин
Cl- – хлороNO2- – нитро
CN- – цианоSCN- – родано-
1 – моно
2 – ди
3 – три
4 – тетра
5 – пента
6 – гекса

61.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Примеры:
[AgI(NH3)2]OH – гидроксид
диамминсеребра(I);
[CoIII(NH3)6]Cl3 – хлорид
гексаамминкобальта(III);
[Cr2III(OH)2(NH3)9]Cl4 – хлорид
нонаамминдигидроксодихрома(III).

62.

Номенклатура анионных комплексов
• Греческим числительным называют число
лигандов.
• Называют лиганды.
• Называют комплексообразователь латинским
наименованием с суффиксом «-ат».
• Отмечают валентность
комплексообразователя римской цифрой в
скобках.

63.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Ag – аргент-
Пример:
III
K3[Fe(CN)6]
Гексацианоферрат(III) калия
1 – моно
2 – ди
3 – три
4 – тетра
5 – пента
6 – гекса
H2O – аква
NH3 – аммин
Cl- – хлороNO2- – нитро
CN- – цианоSCN- – родано-
Au – аурCu – купрFe – ферр-
Hg – меркурMn – манганNi – никкол-
Pb – плюмбSb – стибSn – станн-

64.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Примеры:
[Ag(CN)2]– – дицианоаргентат(I)-ион
Ag – аргентAu – аурCu – купр-
K2[HgI4] – тетраиодомеркурат(II)
калия
Fe – ферр-
K2[PtCl6] – гексахлороплатинат(IV)
калия
Mn – манган-
Hg – меркурNi – никкол-
Pb – плюмбSb – стибSn – станн-

65.

Номенклатура нейтральных комплексов
• Греческим числительным называют
число лигандов.
• Называют лиганды.
• Называют комплексообразователь
русским наименованием в именительном
падеже.
• Валентность комплексообразователя не
указывают.

66.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Пример:
0
[Ni(CO)4]
Гексацианоферрат(III) калия
H2O – аква
NH3 – аммин
Cl- – хлороNO2- – нитро
CN- – цианоSCN- – родано-
1 – моно
2 – ди
3 – три
4 – тетра
5 – пента
6 – гекса

67.

Строение комплексных соединений. Классификация. Номенклатура
Примеры:
[Co2(CO)8] – октакарбонилдикобальт;
[Al2Cl6] – гексахлородиалюминий;
[CoIIICl3(NH3)3] – триамминтрихлорокобальт;
[CoII(NO2)2(H2O)4] – тетрааквадинитрокобальт.

68.

Типы комплексных
соединений
1. Аквакомплексы
В водных растворах:
• [Be(H2O)4]2+
• [Al(H2O)6]3+
• [Cr(H2O)6]3+ …
Кристаллогидраты:
• [Be(H2O)4]SO4
• [Al(H2O)6]Cl3
• [K(H2O)6][Cr(H2O)6](SO4)2
• [Cu(H2O)4]SO4·H2O
• [Ni(H2O)6]SO4·H2O
M
: OH2

69.

Типы комплексных соединений
Аквакомплексы
Кристаллогидраты
Кристаллогидрат
[Cu(H2O)4]SO4·H2O («медный купорос»)
Аквакомплекс
H2 O
H2 O
Cu
OH2
H
O
O
OH2
O
S
H
O
O

70.

Типы комплексных соединений
Аквакомплексы
Кристаллогидрат
[Fe(H2O)6]SO4·H2O («железный купорос»)
Аквакомплекс
H2O
H2 O
H2 O
Fe
OH2
OH2
H
O
O
OH2
O
S
H
O
O

71.

Типы комплексных соединений
2. Гидроксокомплексы
[Zn(OH)4]2–
M
: OH–

72.

Типы комплексных соединений
3. Аммины (аммиакаты)
[Ag(NH3)2]+
[Cu(NH3)4](OH)2
M
: NH3
[Ni(NH3)6]Cl2

73.

Типы комплексных соединений
аммиакаты

74.

Типы комплексных соединений
4. Ацидокомплексы
M
: Х–
[HgI4]2–
[Fe(NCS)6]3−
Получение и разрушение тиоцианатного к-са Fe(III)
K3[Fe(CN)6]
K4[Fe(CN)6]

75.

Типы комплексных соединений
5. Гидридокомплексы
M
: H–
Na[BH4]
Al[BH4]3
Li[AlH4]
Na[BH4]

76.

Устойчивость комплексных соединений
Различают первичную и вторичную диссоциацию
комплексных соединений.
а) Первичная диссоциация – это диссоциация
комплексной соли на внутреннюю сферу и
ионы внешней сферы.
Идет легко по принципу сильных электролитов:
[Ag(NH3)2]Cl
[Ag(NH3)2]+ + Cl-

77.

Устойчивость комплексных соединений
б) Вторичная диссоциация – диссоциация
внутренней сферы:
[Ag(NH3)2]+
[Ag(NH3)]+
[Ag(NH3)]+ + NH3
Ag+ + NH3
[Ag(NH3)2]+
Ag+ + 2NH3
Она протекает незначительно.

78.

Устойчивость комплексных соединений
Устойчивость комплексных ионов
характеризуется константой нестойкости (Кн),
которая определяется на основании закона
действующих масс.
[Ag+] [NH3]2
= 5,89.10-8
KH =
[ [Ag(NH3)2]+]

79.

Константы нестойкости некоторых комплексов
Комплексный ион
[Fe(CN)6]3[Fe(CN)6]4[Co(NH3)6]2+
[Ag(NH3)2]+
[Cu(NH3)4]2+
[Zn(OH)4]2–
Константа нестойкости
1,0 . 10–31
1,0 . 10–36
7,75 . 10–6
9,31 . 10–8
2,14 . 10–13
3,6 . 10–16

80.

Устойчивость комплексных соединений
Константа нестойкости характеризует
термодинамическую устойчивость комплекса,
которая зависит от прочности связей между
центральным атомом и лигандами.
Чем меньше значение Кн, тем более
прочен комплекс, тем он устойчивее, и
наоборот.

81.

Устойчивость комплексных соединений
Мерой прочности комплекса является
энергия разрыва связей, величина которой
характеризуется изменением энергии Гиббса
(∆G) в результате вторичной диссоциации.
Уравнение изотермы:
G RT ln Kнест.
0
G 2,303RT lg Kнест. , где:
0
R = 8,314 Дж · моль-1 · К-1
T – температура, К
ln К = 2,303 . Lg К

82.

Изомерия комплексных соединений
Для комплексных соединений характерны
следующие виды изомерии: сольватная (в
водных средах гидратная), ионизационная,
координационная, геометрическая,
оптическая (зеркальная).
При изучении химиотерапии особое
место занимает геометрическая изомерия
или изомерия положения у комплексов,
содержащих не менее двух разных
лигандов.

83.

Геометрическая изомерия
цис- (cis-)
транс- (trans-)
cis-[CoCl2(NH3)4]+
trans-[CoCl2(NH3)4]+

84.

Геометрическая изомерия
Например:
[PtCl2(NH3)2] диамминдихлороплатина
Соль Пейроне
Хлорид второго основания Рейзе
1844 г. М. Пейроне
Cl
NH3
Cl
Pt
Cl
NH3
Pt
NH3
NH3
Cl
Цис-изомер
Транс-изомер
Оранжево-желтый
Светло-желтый
Противоопухолевая активность!

85.

Сольватная изомерия
[Cr(H2O)6]Cl3
Фиолетовый
[CrCl(H2O)5]Cl2
Светло-зеленый
[CrCl2(H2O)4]Cl
Темно-зеленый

86.

Оптическая изомерия
Отражение
Отражение
[Co(En)2]3+

87.

mirror plane
Пример:
Энантиомерия
cis-[Co(En)2Cl2]+

88.

Энантиомерия
180 °

89.

Энантиомерия
enantiome
rs
cis-[Co(En)2Cl2]+

90.

Хелаты. Комплексоны
Лиганды могут присоединяться к
комплексообразователю посредством
одного или нескольких атомов, т.е. лиганды
обладают координационной емкостью –
дентатностью.
Монодентатные лиганды
присоединяются к комплексообразователю
одним атомом и образуют одну
координационную связь.
Например: H2O, NH3, Cl-, CN-, OH- и др.

91.

Хелаты. Комплексоны. Краун-эфиры
Полидентатные лиганды присоединяются
к
комплексообразователю
посредством
нескольких
атомов.
Например:
многофункциональные
органические
соединения.
Большое практическое значение имеют
комплексоны – полидентатные лиганды,
содержащие несколько
функциональных
групп и образующие прочные комплексы
практически
со
всеми
двухзарядными
ионами металлов (Ca2+, Mg2+, Zn2+, Cu2+,
Pt2+…).

92.

Хелаты. Комплексоны. Краун-эфиры
Например, комплексон-I содержит
два атома азота. За счет электронных пар этих
атомов этилендиамин присоединяется к
комплексообразователю двумя
координационными связями.
NH2
CH2 CH2
NH2
Этилендиамин
En
2+
бис(этилендиамин)меди(II)

93.

Хелаты. Комплексоны. Краун-эфиры
[Pt2+(Еn)2]2+
бис(этилендиамин)платина(II)

94.

Хелаты. Комплексоны. Краун-эфиры
[Co3+(Еn)3]3+
трис(этилендиамин)кобальт(III)

95.

Хелаты. Комплексоны. Краун-эфиры
Для удобства координации молекулы
полидентатных лигандов сворачиваются в циклы. В
таких комплексах комплексообразователь зажат
«клешней» лигандов.
Комплексы, содержащие полидентатные
лиганды, называются хелатами (от греч.
chelate – клешня).
Термин «хелат»,
1920 г. Морган и Дрю
Ni2+

96.

Хелаты. Комплексоны. Краун-эфиры
Обычно хелаты гораздо устойчивее комплексных
соединений, содержащих монодентатные лиганды,
т.к. комплексообразователь связан с лигандами
несколькими донорно-акцепторными связями.
Наиболее известными комплексонами
высшего порядка являются:
• комплексон-II – этилендиаминтетрауксусная
кислота (ЭДТА),
• комплексон-III – двузамещенная натриевая
соль ЭДТА – Трилон Б: Na2[H2Tr].

97.

Хелаты. Комплексоны. Краун-эфиры
-
OOC
CH2
- OOC
CH2
N
CH2 CH2
N
-
CH2
COO
CH2
COO

98.

Хелаты. Комплексоны. Краун-эфиры
Трилон Б широко используется в
клиническом анализе для титриметрического
определения ионов Са2+ и Мg2+ при
определении жесткости воды. Максимальная
дентатность такого лиганда равна 6.

99.

Хелаты. Комплексоны. Краун-эфиры
H2C
H2C
OH H2C
O
H2C
O
OH
этиленгликоль
H
Cu
H
O
CH2
O CH2
этиленгликолятмеди(II)

100.

Хелаты. Комплексоны. Краун-эфиры
Особый тип полидентатных лигандов
представляет собой циклические эфиры или
краун-эфиры (от анг. crown – корона).
В них донорные атомы кислорода заключены
в плоский цикл определенного размера.
Краун-эфиры содержат от 4 до 12 атомов
кислорода (краун-4, краун-5 и т.д).
Полости краун-эфиров имеют строго
определенные размеры. Поэтому краун-эфиры
могут избирательно связывать ионы металлов,
размеры которых близки к размерам полости.

101.

Хелаты. Комплексоны. Краун-эфиры
Например, краун-4 избирательно
образует комплекс с ионами Li+
+
С помощью краун-эфиров из организма
выводятся некоторые токсичные
элементы, например 90Sr, Cd2+, Tl+ и др.

102.

СПАСИБО ЗА
ВАШЕ
ВНИМАНИЕ!