Презентация - Комплексные соединения


Комплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединенияКомплексные соединения
На весь экран

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Лекция 13 Комплексные соединения

Слайд 2

П Л А Н 13.1 Основные понятия химии комплексных соединений(КС) . 13.2 Строение КС . 13.3 Металло-лигандное равновесие в растворах . 13.4 Биологическая роль КС .

Слайд 3

13.1 Комплексными (координационными) соединениями называют вещества, в структурных единицах которых число связей, образованных центральным атомом, превышает его высшую валентность.

Слайд 4

Si F F F F В (Si) 4, это не комплексное соединение

Слайд 5

Si F F F F В (Si) 6, это комплексное соединение F F 2-

Слайд 6

Fe Cl Cl Cl В (Fe) 3 , это не комплексное соединение

Слайд 7

Fe Cl Cl Cl Cl В (Fe) 6, это комплексное соединение Cl Cl 3-

Слайд 8

Комплексные соединения состоят из: комплексообразователей (Ме, реже неметаллы: Si , P и др.); лигандов (ионов или поляр-ных молекул); ионов внешней сферы (могут отсутствовать).

Слайд 9

Слайд 10

В природе комплексных соединений больше, чем простых. Их изучение началось 200 лет назад. Первой теорией КС была теория А. Вернера (1893).

Слайд 11

Альфред Вернер 1866-1919 Швейцарский химик, выдвинувший и развивший координационную теорию строения комплексных соединений. Лауреат Нобелевской премии 1913 г.

Слайд 12

Важнейшей характе-ристикой комплексо-образователя является его координационное число (к.ч.), т.е. число связей, образованных им с лигандами.

Слайд 13

Степень к.ч. окисления Ме 1 2 2 4, 6 3 4, 6 4 6, 8

Слайд 14

Важнейшей характеристикой лиганда является его дентантность – число связей, образованных с комплексообразователем.

Слайд 15

Классификация лигандов монодентантные лиганды: а) анионы : OH , H , F , Cl , Br , I , CN , CNS , NO 2 , NO 3 ; б) молекулы : NH 3 , H 2 O, CO ; в) катионы : NH 2 NH 3 .

Слайд 16

бидентантные лиганды а) анионы : SO 4 2 , C 2 O 4 2 , CO 3 2 ; б) молекулы : NH 2 – CH 2 – CH 2 – NH 2 ( этилендиамин ) NH 2 – CH 2 – COOH (глицин)

Слайд 17

полидентантные ли-ганды. Важнейшими из них являются комплексоны – аминополикарбоновые кислоты и их соли.

Слайд 18

Этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА)

Слайд 19

Динатриевая соль ЭДТА ( Na 2 H 2 Y ) Трилон Б дентантность от 4 до 6

Слайд 20

Комплексоны находят применение в медицине для лечения мочекаменной болезни: Ca C 2 O 4 Na 2 H 2 Y Ca Y 2 Na 2 C 2 O 4 2 H

Слайд 21

Метод комплексонометрии является одним из методов объемного анализа, в основе которого лежит реакция комплексообразования: Me 2 Na 2 H 2 Y Me Y 2 2 Na 2 H

Слайд 22

Метод комплексонометрии позволяет определять содержание катионов металлов Ca 2 , Mg 2 , Fe 2 , Fe 3 и др. в растворах и биологических жидкостях.

Слайд 23

1) по природе лигандов Классификация комплексных соединений А) КС с монодентантными лигандами : аммиакаты Cu(NH 3 ) 4 Cl 2 аквакомплексы Cu ( H 2 O ) 4 SO 4 гидроксокомплексы Na Al(OH) 4 ацидокомплексы Na Ag(CN) 2 со смешанными Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 лигандами

Слайд 24

Б) КС с би- и полидентантными лигадами Особую группу составляют хелатные (клешневидные) комплексы, содержащие полидентантные лиганды, образующие замкнутые циклы

Слайд 25

Слайд 26

Наиболее устойчивыми являются внутрикомплексные КС, в которых часть связей Me - Lig образованы по обменному, а часть – по донорно-акцепторному механизму

Слайд 27

С u (Гли) 2

Слайд 28

Тетацин Na 2 Ca Y

Слайд 29

Тетацин применяется в медицине как лекарственный препарат для детоксификации организма при отравлении тяжелыми металлами): Hg 2 Ca Y 2 Ca 2 Hg Y 2

Слайд 30

2) По скорости образования комплексов: лабильные инертные Классификация комплексных соединений

Слайд 31

НОМЕНКЛАТУРА КС (1960, ИЮПАК) 1) вначале называют катионы, затем анионы. Названия комплексных анионов заканчиваются суффиксом – ат ;

Слайд 32

2) В комплексном ионе сначала называют лиганды-анионы, затем лиганды-молекулы, затем лиганды-катионы: NH 3 – аммин H 2 O – аква СО – карбонил

Слайд 33

Названия лигандов-анионов заканчиваются на – о: OH – гидроксо NO 2 – нитро NO 3 –нитрато CN – циано С NS – родано SO 4 2 –сульфато NH 2 NH 3 Катион-лиганд гидразиниум

Слайд 34

Названия некоторых комплексообразо-вателей зависит от их положения в КС

Слайд 35

Ме Названия В комплексном катионе В комплексном анионе Fe Hg Au Ag Cu Sn Железо Ртуть Золото Серебро Медь Олово Феррат Меркурат Аурат Аргентат Купрат Станат Ме Названия В комплексном катионе В комплексном анионе Fe Hg Au Ag Cu Sn Железо Ртуть Золото Серебро Медь Олово Феррат Меркурат Аурат Аргентат Купрат Станат

Слайд 36

Степень окисления комплексообразователя указывают, если у металла их несколько.

Слайд 37

Na Al(OH) 4 натрий тетрагидроксоалюминат Cu ( NH 3 ) 4 SO 4 тетраамминмедь( II ) сульфат NH 4 Co ( NH 3 ) 2 ( NO 2 ) 4 аммоний тетранитродиамминкобальтат( III ) Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 дихлородиамминплатина

Слайд 38

13.2 Строение КС описывается либо в рамках метода ВС , либо с позиций теории кристаллического поля.

Слайд 39

С позиций метода ВС связи металл-лиганд являются ковалентными полярными, образованными по донорно-акцепторному механизму.

Слайд 40

Лиганды выступают в роли доноров электронных пар , а комплексообразователи – в роли их акцепторов .

Слайд 41

N H H H . Донор Me n Акцептор N H H H Me n Аддукт Схема взаимодействия металлов и лигандов .

Слайд 42

Конфигурация комплексного иона определяется типом гибридизации АО комплексообразова - теля.

Слайд 43

К.ч. Тип гибридизации Конфигурация Примеры 2 sp Lig Lig Ag(NH 3 ) 2 4 sp 3 Zn(NH 3 ) 4 2 Линейная Lig Lig Lig Lig Тетраэдрическая dsp 2 Lig Lig Lig Lig Квадратно-плоскостная Au Cl 4 -

Слайд 44

К.ч. Тип гибридизации Конфигурация Примеры sp 3 d 2 Lig Lig Lig Lig Lig Lig Co F 6 3- Co(NH 3 ) 6 3 Октаэдрическая

Слайд 45

Теория кристаллического поля исходит из того, что металлы и лиганды связаны между собой силами электростатического притяжения.

Слайд 46

Эта теория рассматривает воздействие лигандов на d- орбитали иона-комплексообразова-теля.

Слайд 47

Если катион металла находится в симметричном магнитном поле , его d- орбитали имеют одинаковый запас энергии (являются вырожденными ).

Слайд 48

Если ион находится в октаэдрическом, тетраэдрическом или другом несимметричном поле лигандов, то происходит расщепление его d- подуровня.

Слайд 49

Свободный ион Расщепление d- подуровня в октаэдрическом поле

Слайд 50

Свободный ион Расщепление d- подуровня в тетраэдрическом поле

Слайд 51

Величина энергии расщепления ( ) зависит от конфигурации комплекса и природы лиганда.

Слайд 52

Спектрохимический ряд лигандов I , Cl ,F , OH ,H 2 O,CNS , NH 3 ,NO 2 , CN Слабые Lig Сильные Lig Увеличение энергии расщепления

Слайд 53

В поле слабых лигандов энергия расщепления ( ) не велика, поэтому распределение электронов на d- орбиталях соответствует правилу Гунда

Слайд 54

В поле сильных лигандов энергия расщепления ( ) имеет большое значение, в следствие чего первыми заполняются d- орбитали нижнего подуровня (распределение электронов происходит против правила Гунда).

Слайд 55

Рассмотрим строение КС: Fe F 6 3 Fe(CN) 6 3 х – 6 – 3 х 3 х -1 х -1

Слайд 56

Координационное число катиона Fe 3 равно 6, так как он связан с шестью монодентантными лигандами

Слайд 57

Fe 4s 2 3d 6 Fe 3 4s 0 3d 5 Электронная конфигурация атома и иона

Слайд 58

Оба комплексных иона имеют октаэдрическую конфигурацию, что обуславливает одинаковый характер расщепления d- орбиталей

Слайд 59

F - является «слабым лигандом» ( 112,7 к Дж/моль) , поэтому распределение электронов катиона Fe 3 происходит в соответствии с правилом Гунда

Слайд 60

CN - является «сильным лигандом» ( 1464,8 к Дж/моль) , поэтому распределение электронов катиона Fe 3 происходит против правила Гунда

Слайд 61

Слайд 62

Ион Fe F 6 3- парамагнитен , так как содержит неспаренные электроны на внешнем уровне (высокоспиновый комплекс) .

Слайд 63

Ион Fe (С N) 6 3- диамагнитен , (низкоспиновый комплекс) .

Слайд 64

13. 3 Комплексные соединения Электролиты Неэлектролиты Кислоты Основания Соли H 2 Pt Cl 4 Ag(NH 3 ) 2 OH Pt ( NH 3 ) 2 Cl 2 K 4 Fe(CN) 6

Слайд 65

Различают первичную (необратимую) диссоциацию: K 4 Fe(CN) 6 4 K Fe(CN) 6 4 и вторичную (обратимую) диссоциацию КС: Fe(CN) 6 4 Fe 2 6 CN

Слайд 66

Константа равновесия, описывающая вторичную диссоциацию КС, называется константой нестойкости (К н ) : К н

Слайд 67

Чем меньше К н , тем устойчивее комплексное соединение Ag(NO 2 ) 2 Ag(NH 3 ) 2 Ag(CN) 2 1,3 10 3 6,8 10 8 1,0 10 21 увеличение устойчивости КС

Слайд 68

Устойчивость комплексов можно охарактеризовать при помощи константы устойчивости (К у ): К у 1 К н

Слайд 69

Причины устойчивости КС лежат в их строении: а) чем меньше ионный радиус комплексообразователя и больше его заряд, тем сильнее притяжение лигандов и устойчивее КС .

Слайд 70

s-Me p-Me d-Me увеличение комплексообразующей способности

Слайд 71

б) чем выше дентантность лиганда, тем устойчивее КС: К C К н Co(NH 3 ) 4 2 1 ,0 10 5 Co( Гли ) 2 3,3 10 9 Co Y 2 1,0 10 16

Слайд 72

Самыми устойчивыми комплексными соединениями являются хелатные КС. Это явление получило название эффекта хелатирования.

Слайд 73

13.4 В организме человека все металлы, кроме щелочных и, частично, щелочноземельных находятся в виде прочных хелатных КС с биолигандами: белками, аминокислотами, витаминами, гормонами и другими биоактивными соединениями.

Слайд 74

Важнейшими являются комплексы с белками. К ним относятся многочисленные металлоферменты, а так же гемоглобин (комплекс железа с порфином), хлорофилл (комплекс магния).

Слайд 75

Порфин – биолиганд, входящий в состав гемоглобина, хлорофилла, цитохромов С и некоторых других биосоединений

Слайд 76

Сбалансированные потоки металлов и лигандов в биосистемах обуславливают металло-лигандный гомеостаз.

Слайд 77

Его нарушение приводит к различным заболеваниям: При недостатке железа – анемия , при его избытке – сидероз.

Слайд 78

По данным ВОЗ дефицит железа в организме человека является одной из наиболее серьезных проблем современности. На земном шаре от дефицита железа страдает 4-5 миллиардов человек (66-80% населения Земли). Недостаток железа - один из десяти глобальных факторов риска, являющийся причиной смерти 800 000 человек в год.

Слайд 79

Недостаток кальция приводит к остеопорозу , а его избыток в организме человека способствует развитию катаракты, атеросклероза, а также обызвествлению костной ткани.

Слайд 80

Для коррекции металло-лигандного гомеостаза используются: комплексоны , связывающие токсичные металлы, и выводящие их из организма человека;

Слайд 81

комплексные соединения: А) комплексы Pt –противоопухолевые препараты, например, соль Пейроне Pt ( NH 3 ) 2 Cl 2 (синтезирована в 1850, используется как препарат с 1969 года);

Слайд 82

Б) комплексы Au – лечение артритов и туберкулеза: Na 3 Au ( S 2 O 3 ) 2 ; B) тетацин –при отрав - лениях тяжелыми Ме.

Слайд 83

Строение, свойства и биологическая роль КС металлов с биолигандами является объектом изучения бионеорганической химии , возникшей в середине 50-х годов, на стыке неорганической химии, биологии и медицины.

Слайд 84

Достижения бионеорганики широко внедряются в медицину.

Слайд 85

Благодарим за внимание!!!