Nastaju sjedinjavanjem prostih jedinjenja ili jona, zbog čega se nazivaju kompleksna (složena) jedinjenja. CuSO 4. (aq) + 4NH 3. (aq) [Cu(H 2.

Transcript

1 KMPLEKSI Nastaju sjedinjavanjem prostih jedinjenja ili jona, zbog čega se nazivaju kompleksna (složena) jedinjenja. CuS 4 (s) 2 Cu 2+ (aq) + S 2-4 (aq) CuS 4 (aq) + 4N 3 (aq) [Cu ]S 4 (aq) [Cu( 2 ] 2+ Nastanak kompleksa se prepoznaje po promeni boje rastvora tokom reakcije. KMPLEKSI Metali koji grade komplekse ponašaju se kao Luisove kiseline: primaju elektronski par nekog molekula ili jona nastaje koordinativna veza (donorsko-akceptorska), zbog čega se kompleksi nazivaju koordinaciona jedinjenja. Ag + (aq) + 2 :N(aq) N: Ag :N + (aq) Luisova kiselina kiselina Luisova baza baza koordinativna kovalentna veza veza [Ag ) 3 ]+ 2 ] +

2 STRUKTURA unutrašnja sfera spoljašnja sfera kompleksni jon, kompleks jon(i) spoljašnje sfere [Cu(N3)4]S4 graditelj kompleksa, centralni atom, centralni jon ligand(i) koordinacioni broj STRUKTURA [Co(N3)6]Cl3 ligand centralni atom metala kompleksni jon (unutrašnja sfera) spoljašnja sfera kompleksa koordinaciono jedinjenje

3 STRUKTURA Graditelj kompleksa je uvek jon metala: najčešće jon prelaznog metala (d-elementa), ređe jon metala glavnih grupa (npr. Be 2+, Al 3+, Pb 2+, Sn 2+ ). Centralni atom je uvek kiselina Luisovog tipa. Većina prelaznih elemenata ima prazne d-orbitale koje se popunjavaju prilikom vezivanja liganada sa slobodnim elektronskim parovima i stvaranja koordinativne veze. Centralni jon može imati različita oksidaciona stanja, tj. naelektrisanja. Ligandi Ligandi su molekuli ili joni koji imaju slobodne elektronske parove i ponašaju se kao Luisove baze pri vezivanju za centralni jon. Mogu biti: negativni: F, Cl, Br, I,, CN, SCN, C 3, N... neutralni: 2, N 3, C, N, organski amini... pozitivni (retki): N + :C N: :Cl: : : : : STRUKTURA Neki ligandi imaju više slobodnih elektronskih parova i mogu graditi više koordinativnih veza, pa se nazivaju bidentatni, tridentatni, tetradentatni, odnosno polidentatni. Ako se polidentatni ligandi koordiniraju za isti centralni atom grade prstenove, pa se nazivaju i helatni ligandi. 2 N : N 2 : 2 CC 2 Etilendiamin (en) [Co(en) 3 ] 3+ [Co(en) 3 ] 3+

4 STRUKTURA Koordinacioni broj broj [Co ] 3+ KB = 6 [Co(en) 3 ] 3+ KB = 6 (KB) je broj koordinativnih veza između centralnog atoma kompleksa i liganada. Češći su parni koordinacioni brojevi: 2 Ag +, Au +, Cu + 4 Cu 2+, Ni 2+, Pd 2+, Pt 2+, Al 3+, Au +, Cd 2+,Co 2+, Cu +, Ni 2+, Zn 2+ 6 Al 3+, Co 2+, Co 3+, Cr 3+, Cu 2+, Fe 2+, Fe 3+, Ni 2+, Pt 4+ KB zavisi od veličine centralnog atoma, veličine i naelektrisanja liganada: veći centralni atom veći KB, veći ligandi manji KB, negativni ligandi manji KB, neutralni ligandi veći KB. STRUKTURA Unutrašnja sfera sfera katjon, anjon, neutralan. (kompleks) može biti: [Co ] 3+, [CoCl 2 ] +, [Ag ] + kompleksni katjon [Co(N 2 ] 3, [Zn( ], [Ni(CN ] kompleksni anjon [CoCl 3 ) 3 ] 0 unutrašnji kompleks, unutrašnja kompleksna so Spoljašnja sfera sfera može sadržati bilo koje jone, a koordinaciono jedinjenje u celini mora biti elektroneutralno.

5 NMENKLATURA Katjon-anjon (crtica se piše samo između katjona i anjona). [Co ]Cl 3 katjonski kompleks heksaamminkobalt(iii)-hlorid Redosled u nazivu katjonskog kompleksa: broj i naziv liganada, naziv centralnog atoma, oksidacioni broj centralnog atoma u zagradi (sve kao jedna reč), crtica, naziv anjona. [CoCl 3 ) 3 ] 0 neutralan kompleks (nema katjona/anjona) triammintrihloridokobalt(iii) Ligandi se navode po abecednom redu (i u formuli i u nazivu). Na 2 [Co( ] anjonski kompleks natrijum-tetrahidroksidokobaltat(ii) Redosled u nazivu anjonskog kompleksa: naziv katjona, crtica, broj i naziv liganada, latinski naziv centralnog atoma uz izmenu i dodatak nastavka -at, oksidacioni broj centralnog atoma u zagradi. NMENKLATURA Broj liganada: mono, di, tri, tetra, penta, heksa, hepta, okta, nona, deka... Nazivi liganada: anjonski (dodatak nastavka -o) F fluorido S 4 sulfato Cl hlorido S 2 3 tiosulfato Br bromido CN cijanido I jodido SCN tiocijanato hidroksido neutralni i pozitivni 2 akva N 3 ammin C karbonil N + nitrozil

6 NMENKLATURA Latinski naziv centralnog atoma (brisanje -um i dodatak nastavka -at): Co kobaltat Ag argentat Ni nikelat Au aurat Al aluminat Pt platinat Zn cinkat g hidrargirat (ili merkurat) Pb plumbat Fe ferat Cu kuprat Sn stanat [Ni( 2 ](N 3 K 2 [NiCl 4 ] [Fe( 2 ] 2 (C 3 ) 3 (N 4 ) 3 [Fe(CN ] heksaakvanikal(ii)-nitrat kalijum-tetrahloridonikelat(ii) heksaakvagvožđe(iii)-karbonat amonijum-heksacijanidoferat(iii) GRAĐA Koordinacioni broj broj 22 linearna građa [Ag ] +, [CuCl 2 ], [AuCl 2 ] sp hibridizacija N Ag N +

7 GRAĐA Koordinacioni broj broj 44 tetraedarska građa [Zn ] 2+, [Cu(CN ] 3,[CdCl 4 ], [MnCl 4 ] sp 3 hibridizacija kvadratno-planarna građa [Pt ] 2+, [Ni(CN ], [Cu ] 2+, [PdCl 4 ] dsp 2 hibridizacija GRAĐA Koordinacioni broj broj 66 oktaedarska građa [Co ] 3+, [Fe( 2 ] 3+, [FeCl 6 ] 3, [CrCl 2 ] +, [Co(en) 3 ] 3+ d 2 sp 3 ili sp 3 d 2 hibridizacija

8 IZMERIJA Izomeri su jedinjenja koja imaju istu molekulsku formulu (ukupni sastav), a različita svojstva. IZMERI (ista formula, različita svojstva) Strukturni izomeri izomeri (različite (različite veze) veze) Stereo Stereo izomeri izomeri (iste (iste veze, veze, različit različit prostorni raspored) idratni idratni izomeri izomeri Jonizacioni izomeri izomeri Geometrijski izomeri izomeri ptički ptički izomeri izomeri IZMERIJA idratni idratni izomeri izomeri su jedinjenja kod kojih se voda pojavljuje i kao ligand i kao kristalna voda. CrCl zbirna formula jedinjenja koje ima tri izomera: [Cr( 2 ]Cl 3 [CrCl( 2 ) 5 ]Cl 2 2 [CrCl 2 ( 2 ]Cl 2 2 ljubičast svetlo-zelen tamno-zelen Jonizacioni izomeri izomeri su jedinjenja kod kojih je različit položaj jona u kompleksu. CoBrS 4 5N 3 zbirna formula jedinjenja koje ima dva izomera: [CoBr ) 5 ]S 4 [Co ) 5 S 4 ]Br crveno-ljubičast crven

9 IZMERIJA Geometrijski izomeri izomeri su jedinjenja kod kojih je različit prostorni raspored liganada oko centralnog atoma. Javljaju se kod kvadratno-planarnih i oktaedarskih kompleksa. [PtCl 2 ] jedinjenje koje ima dva izomera: cis-[ptcl 2 ] trans-[ptcl 2 ] IZMERIJA [CoCl 2 ] + kompleks koji ima četiri izomera: cis-[cocl 2 ] + trans-[cocl 2 ] +

10 IZMERIJA ptički ptički izomeri izomeri su jedinjenja kod kojih je raspored liganada takav da se dva izomerna oblika odnose kao predmet i lik u ogledalu. Dva izomerna oblika se nazivaju enantiomeri. Nazivaju se optički jer rotiraju ravan polarizovane svetlosti u suprotnim smerovima. [Co(en) 3 ] 3+ STABILNST Kompleksi nastaju u vodenim rastvorima mehanizmom izmene liganada kroz niz ravnotežnih reakcija. [Ni( 2 ] 2+ + N 3 [Ni( 2 ) 5 )] K 1 = 4, [Ni( 2 ) 5 )] 2+ + N 3 [Ni( 2 ] [Ni( 2 ] 2+ + N 3 [Ni( 2 ) 3 ) 3 ] [Ni( 2 ) 3 ) 3 ] 2+ + N 3 [Ni( 2 ] [Ni( 2 ] 2+ + N 3 [Ni( 2 ) ) 5 ] [Ni( 2 ) ) 5 ] 2+ + N 3 [Ni ] K 2 = 1, K 3 = 4, K 4 = 1, K 5 = 4,3 K 6 = 7, [Ni( 2 ] N 3 [Ni ] K = K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 = 1, = K st Konstanta stabilnosti (nastajanja) kompleksnog jona jona

11 STABILNST Vrednosti K st su često date kao logk: [Ni ] 2+ K st = 1, logk st = 8,0 Jonizacija kompleksnog jona u vodenom rastvoru: [Ni ] [Ni( 2 ] N 3 ili [Ni ] 2+ Ni N 3 Konstanta nestabilnosti (jonizacije) 1 1 K nst = = = 1, kompleksnog jona jona K st 1, Faktori stabilnosti kompleksa su: međusobni afinitet graditelja kompleksa i liganada (neki graditelji npr. imaju veći afinitet prema -donorima, a neki prema N-donorima), veličina i naelektrisanje, kako graditelja kompleksa, tako i liganada. STABILNST U vodenom rastvoru prvo dolazi do disocijacije kompleksnog jedinjenja: [Co ]Cl 2 [Co ] Cl α = 100 % Zatim dolazi do jonizacije kompleksnog jona: [Co ] 2+ Co N 3 K nst = Poređenje stabilnosti kompleksa: 1 K st = [Ni ] 2+ Ni N 3 K nst =1, K nst ([Co ] 2+ ) > K nst ([Ni ] 2+ ) [Co ] 2+ je nestabilniji, više jonizuje [Ni ] 2+ je stabilniji 1 2, = 4,0 10 5

12 STABILNST U kom smeru se odigrava sledeća reakcija? [Ag ] + + 2S 2 3 [Ag(S 2 3 ] 3 + 2N 3 K st ([Ag ] + ) = 1, K st ([Ag(S 2 3 ] 3 ) = 2, K st ([Ag ] + ) < K st ([Ag(S 2 3 ] 3 ) Stabilniji je kompleks [Ag(S 2 3 ] 3, favorizovano je njegovo stvaranje. Reakcija se odigrava u direktnom smeru, dolazi do izmene liganada.