ISBN 978-5-7996-1297-9 учебное пособие посвящено рассмотрению основных современных физико-химических подходов к описанию координационных (комплексных) соединений: химическая связь в комплексных соединениях, термодинамика и кинетика образования комплексных соединений, связь между структурой образующихся соединений и их аналитическими свойствами. рассмотрены различные аспекты применения комплексных соединений. пособие будет полезно при изучении спецкурсов «координационные соединения: теория и применение», «органические соединения в анализе объектов окружающей среды», а также при выполнении выпускных работ бакалавров и магистерских диссертаций, связанных с применением координационных соединений. удк 544.147(075.8) ISBN 978-5-7996-1297-9 © уральский федеральный университет, 2014 © неудачина л. к., лакиза н. в., 2014 ПредисЛовие представления о комплексных соединениях в настоящее время проникли во многие разделы химии. если в хх в. химия координационных соединений считалась разделом неорганической химии, то современная координационная химия рассматривает также проблемы органической и металлоорганической химии. без знания основ химии комплексных соединений невозможно понять строение биокоординационных соединений и описать свойства биологических процессов с участием комплексных соединений металлов. принципы химии координационных соединений лежат в основе дизайна супрамолекулярных структур. большой вклад внесла химия комплексных соединений во многие понятия физической химии. теория химической связи, стереохимия и стереодинамика, молекулярный дизайн, координационные полимеры, теория активных центров в катализе — вот неполный перечень вопросов, в трактовку которых вклад представлений координационной химии трудно переоценить. координационная химия сегодня – это самостоятельный раздел химии, имеющий множество направлений. она рассматривает свойства и процессы образования координационных <...>
Физико-химические_основы_применения_координационных_соединений.pdf
удк 544.147(075.8)
н577
рецензенты:
кафедра физики и химии
уральского государственного экономического университета
(заведующий кафедрой
доктор химических наук, профессор н. Ю. стожко);
е. п. собина, кандидат химических наук
(уральский научно-исследовательский институт метрологии)
Неудачина, Л. К.
н577
Физико-химические основы применения координационных
соединений : [учеб. пособие] / л. к. неудачина, н. в. лакиза ;
М-во образования и науки рос. Федерации, урал. федер. ун-т. —
екатеринбург : изд-во урал. ун-та, 2014. — 124 с.
ISBN 978-5-7996-1297-9
учебное пособие посвящено рассмотрению основных современных
физико-химических подходов к описанию координационных (комплексных)
соединений: химическая связь в комплексных соединениях, термодинамика
и кинетика образования комплексных соединений, связь между
структурой образующихся соединений и их аналитическими свойствами.
рассмотрены различные аспекты применения комплексных соединений.
пособие будет полезно при изучении спецкурсов «координационные
соединения: теория и применение», «органические соединения в анализе
объектов окружающей среды», а также при выполнении выпускных работ
бакалавров и магистерских диссертаций, связанных с применением координационных
соединений.
удк 544.147(075.8)
ISBN 978-5-7996-1297-9
© уральский федеральный университет, 2014
© неудачина л. к., лакиза н. в., 2014
Стр.3
оГЛавЛеНие
Предисловие ................................................................................................................3
список сокращений и буквенных обозначений ...................................................5
осНовНые ПоНятия и оПредеЛеНия ....................................................6
комплексные (координационные) соединения ...................................................6
координационное число .......................................................................................7
дентатность лиганда .............................................................................................8
химичесКая связь в КомПЛеКсНых соедиНеНиях .................10
Электростатические представления о химической связи
в комплексных соединениях ....................................................................... 11
комплексные соединения с точки зрения теории кристаллического поля ....14
октаэдрические комплексы .........................................................................16
тетраэдрические комплексы .......................................................................18
квадратные комплексы ................................................................................19
сила поля лигандов .............................................................................................19
описание комплексных соединений по методу валентных связей .................23
комплексные соединения с точки зрения
метода молекулярных орбиталей ................................................................31
теория КисЛот и осНоваНий Льюиса
в траКтовКе Процесса образоваНия
КомПЛеКсНых соедиНеНий .............................................................35
тиПы КомПЛеКсНых соедиНеНий,
исПоЛьзуемых в аНаЛитичесКой химии ..............................37
типы донорных атомов в координационных соединениях..............................37
классификация ионов металлов, участвующих в образовании
координационных соединений ....................................................................38
типичное поведение а-катионов ................................................................39
типичное поведение б-катионов ................................................................41
121
Стр.122
особенности поведения ионов переходных металлов .....................................43
комплексы ионов металлов с монодентатными лигандами ............................45
комплексы ионов металлов с полидентатными лигандами ............................47
катионные хелаты ........................................................................................48
анионные хелаты .........................................................................................49
нейтральные хелаты (внутрикомплексные соединения) .........................49
Эфирные хелаты ...........................................................................................50
термодиНамиКа Процесса КомПЛеКсообразоваНия ............52
константы устойчивости комплексных соединений в растворах ...................53
типы констант равновесий реакций комплексообразования в растворах ......57
хелатный эффект .................................................................................................61
природа хелатного эффекта ........................................................................62
влияние размера хелатных циклов на величину хелатного эффекта ......66
влияние количества образующихся циклов на величину
хелатного эффекта ............................................................................68
влияние заместителей в молекуле реагента на растворимость
реагентов и их координационных соединений ..........................................74
влияние заместителей в молекуле реагента на устойчивость
образующихся комплексов ..........................................................................79
влияние основности донорных атомов на устойчивость
образующихся комплексных соединений .......................................80
пространственные затруднения .................................................................88
КиНетиКа Процесса КомПЛеКсообразоваНия ............................91
комплексообразование как процесс обмена лигандами ..................................91
быстрые реакции инертных комплексных ионов .............................................99
реакции осаждения ......................................................................................99
реакции ассоциации ...................................................................................100
быстрые реакции координированных лигандов .....................................100
окислительно-восстановительные реакции ............................................101
Природа КатиоНа и размер образуемоГо
хеЛатНоГо циКЛа...................................................................................103
хелаты с четырехчленными циклами ..............................................................103
хелаты с пятичленными циклами ....................................................................104
лиганды, содержащие донорные атомы кислорода (о,о-лиганды)......104
122
Стр.123
лиганды, содержащие донорные
атомы кислорода и азота (O,N-лиганды) ......................................108
лиганды, содержащие донорные атомы азота (N,N-лиганды) ..............109
лиганды, содержащие донорные атомы азота и серы (N,S-лиганды) .. 111
хелаты с шестичленными циклами ................................................................. 113
лиганды, содержащие донорные атомы кислорода ................................ 113
лиганды, содержащие донорные
атомы кислорода и азота ................................................................ 117
хелаты с числом атомов в цикле больше шести ............................................ 119
список рекомендуемой литературы ...................................................................120
Стр.124