Οι ενώσεις ονομάζονται σύνθετες, στους κόμβους των κρυστάλλων των οποίων υπάρχουν σύμπλοκα (σύνθετα ιόντα) ικανά για ανεξάρτητη ύπαρξη.

Η αξία των πολύπλοκων ενώσεων για διάφορους τομείς της τεχνολογίας είναι πολύ υψηλή. Η ικανότητα των ουσιών να σχηματίζουν σύνθετες ενώσεις χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη αποτελεσματικών μεθόδων λήψης χημικά καθαρών μετάλλων από μεταλλεύματα, σπάνια μέταλλα, υπερκαθαρά υλικά ημιαγωγών, καταλύτες, βαφές, φάρμακα, φυσικό καθαρισμό και καθαρισμό λυμάτων, διάλυση αλάτων σε ατμογεννήτριες κ.λπ.

Οι πρώτες σύνθετες ενώσεις συντέθηκαν στα μέσα του 19ου αιώνα. Ο ιδρυτής της θεωρίας των σύνθετων ενώσεων ήταν ο Ελβετός επιστήμονας Βέρνερ, ο οποίος ανέπτυξε το 1893 θεωρία συντονισμού . Μεγάλη συνεισφορά στη χημεία των πολύπλοκων ενώσεων είχαν οι Ρώσοι επιστήμονες L.A. Τσουγκάεφ, Ι.Ι. Chernyaev και οι μαθητές τους.

Δομή σύνθετων ενώσεων:

1. Σε κάθε σύνθετη ένωση, εσωτερικές και εξωτερικές σφαίρες. Η εσωτερική σφαίρα ονομάζεται σύμπλεγμα. Όταν γράφετε χημικούς τύπους σύνθετων ενώσεων, η εσωτερική σφαίρα περικλείεται σε αγκύλες. Για παράδειγμα, σε σύνθετες ενώσεις α) K 2 [BeF 4], β) Cl 2, η εσωτερική σφαίρα αποτελείται από ομάδες ατόμων - σύμπλοκα α) [BeF 4] 2- και β) 2+ και η εξωτερική σφαίρα αποτελείται, αντίστοιχα, από ιόντα α) 2K + και β) 2Cl - .

2. Στο μόριο οποιασδήποτε σύνθετης ένωσης, ένα από τα ιόντα, συνήθως θετικά φορτισμένο, ή ένα άτομο του εσωτερικού περιβάλλοντος καταλαμβάνει κεντρική θέση και ονομάζεται παράγοντας συμπλοκοποίησης. Στον τύπο ενός συμπλόκου (εσωτερική σφαίρα), ο παράγοντας συμπλοκοποίησης υποδεικνύεται πρώτος. Στα παραδείγματα που δίνονται, αυτά είναι ιόντα α) Be 2+ και β) Zn 2+.

Οι παράγοντες συμπλοκοποίησης είναι άτομαή συχνότερα μεταλλικά ιόντα που σχετίζονται με στοιχεία p-, d-, f- και έχουν επαρκή αριθμό ελεύθερων τροχιακών (Cu 2+, Pt 2+, Pt 4+, Ag +, Zn 2+, Al 3+ κ.λπ. ).

3. Γύρω από τον παράγοντα συμπλοκοποίησης βρίσκεται (ή, όπως λένε, συντονισμένος) ένας ορισμένος αριθμός αντίθετα φορτισμένων ιόντων ή ηλεκτρικά ουδέτερων μορίων, που ονομάζονται συνδέτες(ή προσθέτει). Στην περίπτωση αυτή, πρόκειται για α) ιόντα F - και β) μόρια NH 3.

Ανιόντα F - , OH - , CN - , CNS - , NO 2 - , CO 3 2- , C 2 O 4 2- , κ.λπ., ουδέτερα μόρια H 2 O, NH 3 , CO, NO κ.λπ.

Ο αριθμός των θέσεων συντονισμού που καταλαμβάνονται από προσδέματα γύρω από τον παράγοντα συμπλοκοποίησης (στις απλούστερες περιπτώσεις, ο αριθμός των συνδετών που περιβάλλουν τον παράγοντα συμπλοκοποίησης) ονομάζεται αριθμός συντονισμού (c.h.) του παράγοντα συμπλοκοποίησης.Οι αριθμοί συντονισμού των διαφόρων σύνθετων παραγόντων κυμαίνονται από 2 έως 12.

Οι πιο χαρακτηριστικοί αριθμοί συντονισμού σε διαλύματα και το φορτίο του κεντρικού ιόντος (συμπλεγματικός παράγοντας) συγκρίνονται παρακάτω:

Σημείωση: Οι πιο συνηθισμένοι αριθμοί συντονισμού υπογραμμίζονται όταν είναι δυνατοί δύο διαφορετικοί τύποι συντονισμού.

Στα εξεταζόμενα παραδείγματα, οι αριθμοί συντονισμού των σύνθετων παραγόντων είναι: α) κ.χ. (Να είναι 2+) = 4, β) γ.χ. (Zn 2+) = 4.

Β. Στη συνέχεια καλούν τους αριθμούς και τα ονόματα των ουδέτερων προσδεμάτων:

Β. Το επίθετο είναι ο συμπλοκοποιητικός παράγοντας στη γενετική περίπτωση, δηλώνοντας τον βαθμό οξείδωσής του (σε αγκύλες με λατινικούς αριθμούς μετά το όνομα του συμπλοκοποιητικού παράγοντα).

Για παράδειγμα, το Cl είναι χλωριούχο χλωροτριαμμινοπλατίνα (II).

Εάν το μέταλλο σχηματίζει ένα ιόν με μία κατάσταση οξείδωσης, τότε μπορεί να μην περιλαμβάνεται στο όνομα του συμπλέγματος. Για παράδειγμα, το Cl 2 είναι διχλωριούχος τετρααμμιν ψευδάργυρος.

2. Όνομα του μιγαδικού ανιόντοςσχηματίζεται με παρόμοιο τρόπο, με την προσθήκη του επιθέματος «at» στη ρίζα της λατινικής ονομασίας του συμπλοκοποιητικού παράγοντα (π.χ. ferrate, nickelate, chromate, cobaltate, cuprate κ.λπ.). Για παράδειγμα:

K2 - εξαχλωρολευκοχρυσικό κάλιο (IV);

Ba2 - χρωμική τετραροδανοδιαμίνη βάριο (III);

K3 - εξακυανοφερρικό (III) κάλιο.

K2 - τετραφθοροβερυλικό κάλιο.

3. Ονόματα ουδέτερων μιγαδικών σωματιδίωνσχηματίζονται με τον ίδιο τρόπο όπως τα κατιόντα, αλλά ο συμπλοκοποιητικός παράγοντας ονομάζεται στην ονομαστική περίπτωση και ο βαθμός οξείδωσής του δεν υποδεικνύεται, επειδή καθορίζεται από την ηλεκτροουδετερότητα του συμπλέγματος. Για παράδειγμα:

Διχλωροδιαμμινοπλατίνα;

Τετρακαρβονυλικό νικέλιο.

Ταξινόμηση σύνθετων ενώσεων.Οι σύνθετες ενώσεις είναι πολύ διαφορετικές ως προς τη δομή και τις ιδιότητες. Τα συστήματα ταξινόμησης τους βασίζονται σε διάφορες αρχές:

1. Ανάλογα με τη φύση του ηλεκτρικού φορτίου, διακρίνονται κατιονικά, ανιονικά και ουδέτερα σύμπλοκα.

Ένα σύμπλοκο με θετικό φορτίο ονομάζεται κατιονικό, για παράδειγμα 2+, με αρνητικό φορτίο - ανιονικό, για παράδειγμα 2-, με μηδενικό φορτίο - ουδέτερο, για παράδειγμα.

2. Οι τύποι των υποκαταστατών είναι:

α) οξέα, για παράδειγμα:

Το Η είναι όξινο τετραχλωροαυρικό (III).

Η2 - εξαχλωροπλατινικό (IV) υδρογόνο;

β) λόγους, για παράδειγμα:

(ΟΗ) 2 - υδροξείδιο του χαλκού (II) τετρααμίνης.

OH - υδροξείδιο του διαμινοαργύρου.

γ) αλάτι, για παράδειγμα:

K3 - εξαϋδροξοαργιλικό κάλιο.

Cl3 - χλωριούχο εξαακοχρώμιο (III).

δ) μη ηλεκτρολύτες, για παράδειγμα, διχλωροδιαμμινοπλατίνα.

Σχηματισμός χημικών δεσμών σε σύνθετες ενώσεις.Για να εξηγηθεί ο σχηματισμός και οι ιδιότητες των σύνθετων ενώσεων, χρησιμοποιούνται επί του παρόντος ορισμένες θεωρίες:

1) μέθοδος δεσμών σθένους (MVS).

2) η θεωρία του κρυσταλλικού πεδίου.

3) η μέθοδος των μοριακών τροχιακών.

Σύμφωνα με το MVSκατά τον σχηματισμό συμπλοκών μεταξύ του παράγοντα συμπλοκοποίησης και των προσδεμάτων, δημιουργείται ένας ομοιοπολικός δεσμός κατά μήκος μηχανισμός δότη-δέκτη . Οι σύνθετοι παράγοντες έχουν κενά τροχιακά. παίζουν το ρόλο των αποδεκτών. Κατά κανόνα, διάφορα κενά τροχιακά του παράγοντα συμπλοκοποίησης εμπλέκονται στο σχηματισμό δεσμών· επομένως, συμβαίνει ο υβριδισμός τους. Οι συνδέτες έχουν μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων και παίζουν το ρόλο των δοτών στον μηχανισμό δότη-δέκτη του σχηματισμού ομοιοπολικού δεσμού.

Για παράδειγμα, εξετάστε το σχηματισμό του συμπλέγματος 2+. Ηλεκτρονικοί τύποι ηλεκτρονίων σθένους:

Άτομο Zn - 3d 10 4s 2 ;

Συμπλοκοποιητικό παράγοντα ιόντων ψευδαργύρου

Zn 2+ - 3d 10 4s 0

Όπως φαίνεται, το ιόν ψευδάργυρου στο εξωτερικό ηλεκτρονικό επίπεδο έχει τέσσερα κενά ατομικά τροχιακά κοντά σε ενέργεια (ένα 4s και τρία 4p), τα οποία θα υποστούν υβριδισμό sp 3. το ιόν Zn 2+, ως συμπλοκοποιητικός παράγοντας, έχει c.h.=4.

Όταν ένα ιόν ψευδαργύρου αλληλεπιδρά με μόρια αμμωνίας, τα άτομα αζώτου των οποίων έχουν μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων (: NH 3), σχηματίζεται ένα σύμπλοκο:

Η χωρική δομή του συμπλέγματος καθορίζεται από τον τύπο υβριδισμού των ατομικών τροχιακών του παράγοντα συμπλοκοποίησης (στην περίπτωση αυτή, ενός τετραέδρου). Ο αριθμός συντονισμού εξαρτάται από τον αριθμό των κενών τροχιακών του παράγοντα συμπλοκοποίησης.

Στο σχηματισμό δεσμών δότη-δέκτη σε σύμπλοκα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν όχι μόνο s- και p-τροχιακά, αλλά και d-τροχιακά. Σε αυτές τις περιπτώσεις, υβριδισμός συμβαίνει με τη συμμετοχή d-τροχιακών. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει ορισμένους τύπους υβριδισμού και τις αντίστοιχες χωρικές δομές τους:

Έτσι, το MVS καθιστά δυνατή την πρόβλεψη της σύνθεσης και της δομής του συμπλέγματος. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος δεν μπορεί να εξηγήσει τέτοιες ιδιότητες συμπλοκών όπως η αντοχή, το χρώμα και οι μαγνητικές ιδιότητες. Οι παραπάνω ιδιότητες των σύνθετων ενώσεων περιγράφονται από τη θεωρία του κρυσταλλικού πεδίου.

Διάσταση σύνθετων ενώσεων σε διαλύματα.Η εσωτερική και η εξωτερική σφαίρα μιας σύνθετης ένωσης διαφέρουν πολύ στη σταθερότητα.

Τα σωματίδια που βρίσκονται στην εξωτερική σφαίρα συνδέονται με το σύμπλοκο ιόν κυρίως με ηλεκτροστατικές δυνάμεις (ιονικός δεσμός) και διασπώνται εύκολα σε ένα υδατικό διάλυμα, όπως ιόντα ισχυρών ηλεκτρολυτών.

Η διάσπαση (διάσπαση) μιας σύνθετης ένωσης σε ιόντα της εξωτερικής σφαίρας και ενός μιγαδικού ιόντος (σύνθετο) ονομάζεται πρωταρχικός.Προχωρά σχεδόν πλήρως, μέχρι το τέλος, ανάλογα με τον τύπο διάστασης των ισχυρών ηλεκτρολυτών.

Για παράδειγμα, η διαδικασία της πρωτογενούς διάστασης κατά τη διάλυση του τετραφθοροβερυλικού καλίου μπορεί να γραφτεί σύμφωνα με το σχήμα:

K 2 [BeF 4] = 2K + + [BeF 4] 2-.

Ligands, που βρίσκονται στην εσωτερική σφαίρα της σύμπλοκης ένωσης, συνδέονται με τον συμπλοκοποιητικό παράγοντα με ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς που σχηματίζονται σύμφωνα με τον μηχανισμό δότη-δέκτη και η διάσταση συμπλόκων ιόντων στο διάλυμα συμβαίνει, κατά κανόνα, σε μικρό βαθμό από το τύπος διάστασης ασθενών ηλεκτρολυτών, δηλ. αναστρέψιμη έως ότου επιτευχθεί ισορροπία. Η αναστρέψιμη διάσπαση της εσωτερικής σφαίρας μιας σύνθετης ένωσης ονομάζεται δευτερογενής διάσπαση.Για παράδειγμα, το τετραφθοροβερυλικό ιόν διαχωρίζεται μόνο εν μέρει, το οποίο εκφράζεται από την εξίσωση

[BeF 4 ] 2- D Be 2+ + 4F - (δευτερεύουσα εξίσωση διάστασης).

Η διάσταση ενός συμπλέγματος ως αναστρέψιμη διαδικασία χαρακτηρίζεται από μια σταθερά ισορροπίας που ονομάζεται η σταθερά αστάθειας του μιγαδικού K n.

Για το εν λόγω παράδειγμα:

K n - τιμή πίνακα (αναφοράς).Οι σταθερές αστάθειας, των οποίων οι εκφράσεις περιλαμβάνουν τις συγκεντρώσεις ιόντων και μορίων, ονομάζονται σταθερές συγκέντρωσης. Πιο αυστηρά και ανεξάρτητα από τη σύνθεση και την ιοντική ισχύ του διαλύματος είναι το K n, που περιέχει αντί για τη συγκέντρωση της δραστηριότητας ιόντων και μορίων.

Οι τιμές Kn διαφόρων συμπλεγμάτων ποικίλλουν ευρέως και μπορούν να χρησιμεύσουν ως μέτρο της σταθερότητάς τους. Όσο πιο σταθερό είναι το σύμπλοκο ιόν, τόσο χαμηλότερη είναι η σταθερά αστάθειάς του.

Έτσι, μεταξύ παρόμοιων ενώσεων με διαφορετικές τιμές σταθερών αστάθειας

το πιο σταθερό σύνθετο είναι και το λιγότερο σταθερό είναι .

Όπως κάθε σταθερά ισορροπίας, σταθερά αστάθειαςεξαρτάται μόνο από τη φύση του συμπλόκου ιόντος, του συμπλοκοποιητικού παράγοντα και των προσδεμάτων, του διαλύτη, καθώς και από τη θερμοκρασία και δεν εξαρτάται από τη συγκέντρωση (δραστικότητα) των ουσιών στο διάλυμα.

Όσο μεγαλύτερα είναι τα φορτία του παράγοντα συμπλοκοποίησης και των προσδεμάτων και όσο μικρότερη είναι η ακτίνα τους, τόσο μεγαλύτερη είναι η σταθερότητα των συμπλοκών . Η ισχύς των μιγαδικών ιόντων που σχηματίζονται από τα μέταλλα των δευτερογενών υποομάδων είναι μεγαλύτερη από την ισχύ των ιόντων που σχηματίζονται από τα μέταλλα των κύριων υποομάδων.

Η διαδικασία αποσύνθεσης συμπλόκων ιόντων σε διάλυμα προχωρά σε πολλά στάδια, με διαδοχική εξάλειψη των προσδεμάτων. Για παράδειγμα, η διάσταση του ιόντος αμμωνίας χαλκού (II) 2+ λαμβάνει χώρα σε τέσσερα στάδια, που αντιστοιχούν στον διαχωρισμό ενός, δύο, τριών και τεσσάρων μορίων αμμωνίας:

Για μια συγκριτική εκτίμηση της ισχύος διαφόρων μιγαδικών ιόντων, δεν χρησιμοποιείται η σταθερά διάστασης μεμονωμένων σταδίων, αλλά η σταθερά γενικής αστάθειας ολόκληρου του συμπλόκου, η οποία προσδιορίζεται πολλαπλασιάζοντας τις αντίστοιχες σταδιακές σταθερές διάστασης. Για παράδειγμα, η σταθερά αστάθειας του ιόντος 2+ θα είναι ίση με:

K H \u003d K D1 K D2 K D3 K D4 \u003d 2,1 10 -13.

Για να χαρακτηριστεί η αντοχή (σταθερότητα) των συμπλόκων, χρησιμοποιείται επίσης το αντίστροφο της σταθεράς αστάθειας, ονομάζεται σταθερά σταθερότητας (Kst) ή σταθερά σχηματισμού συμπλόκου:

Η ισορροπία διάστασης ενός συμπλόκου ιόντος μπορεί να μετατοπιστεί από μια περίσσεια προσδεμάτων προς την κατεύθυνση του σχηματισμού του και η μείωση της συγκέντρωσης ενός από τα προϊόντα διάστασης, αντίθετα, μπορεί να οδηγήσει στην πλήρη καταστροφή του συμπλόκου.

Οι ποιοτικές χημικές αντιδράσεις συνήθως ανιχνεύουν μόνο ιόντα εξωτερικής σφαίρας ή σύμπλοκα ιόντα.Αν και όλα εξαρτώνται από το προϊόν διαλυτότητας (SP) του άλατος, ο σχηματισμός του οποίου θα προχωρούσε με την προσθήκη κατάλληλων διαλυμάτων σε ποιοτικές αντιδράσεις. Αυτό φαίνεται από τις παρακάτω αντιδράσεις. Εάν ένα διάλυμα που περιέχει ένα σύμπλοκο ιόν + επιδρά σε ένα διάλυμα οποιουδήποτε χλωριδίου, τότε δεν σχηματίζεται ίζημα, αν και ένα ίζημα χλωριούχου αργύρου απελευθερώνεται από διαλύματα συνηθισμένων αλάτων αργύρου όταν προστίθενται χλωρίδια.

Προφανώς, η συγκέντρωση των ιόντων αργύρου στο διάλυμα είναι πολύ χαμηλή, έτσι ώστε όταν ακόμη και μια περίσσεια ιόντων χλωρίου εισάγεται σε αυτό, θα ήταν δυνατό να επιτευχθεί η τιμή του προϊόντος διαλυτότητας του χλωριούχου αργύρου (PR AgCl = 1,8 10 - 10). Ωστόσο, μετά την προσθήκη του συμπλόκου ιωδιούχου καλίου στο διάλυμα, κατακρημνίζεται ένα ίζημα ιωδιούχου αργύρου. Αυτό αποδεικνύει ότι τα ιόντα αργύρου εξακολουθούν να υπάρχουν στο διάλυμα. Όσο μικρή κι αν είναι η συγκέντρωσή τους, αλλά αποδεικνύεται επαρκής για το σχηματισμό ενός ιζήματος, επειδή. PR AgI \u003d 1 10 -16, δηλ. πολύ λιγότερο από αυτό του χλωριούχου αργύρου. Με τον ίδιο τρόπο, υπό τη δράση ενός διαλύματος H 2 S, προκύπτει ένα ίζημα θειούχου αργύρου Ag 2 S, το προϊόν διαλυτότητας του οποίου είναι 10 -51.

Οι ιοντικές-μοριακές εξισώσεις των αντιδράσεων που βρίσκονται σε εξέλιξη έχουν τη μορφή:

I - D AgI↓ + 2NH 3

2 + + H 2 S D Ag 2 S↓ + 2NH 3 + 2NH 4 + .

Οι σύνθετες ενώσεις με ασταθή εσωτερική σφαίρα ονομάζονται διπλά άλατα.Ονομάζονται διαφορετικά, δηλαδή, ως ενώσεις μορίων. Για παράδειγμα: CaCO 3 Na 2 CO 3; CuCl 2 ·KCl; KCl·MgCl2; 2NaCl · CoCl 2 . διπλά άλαταμπορούν να θεωρηθούν ως ενώσεις στις θέσεις κρυσταλλικού πλέγματος των οποίων υπάρχουν πανομοιότυπα ανιόντα, αλλά διαφορετικά κατιόντα. Οι χημικοί δεσμοί σε αυτές τις ενώσεις είναι κυρίως ιοντικής φύσης και επομένως σε υδατικά διαλύματα διασπώνται σχεδόν πλήρως σε ξεχωριστά ιόντα. Εάν, για παράδειγμα, το χλωριούχο κάλιο και ο χλωριούχος χαλκός (II) διαλύονται στο νερό, τότε η διάσταση λαμβάνει χώρα ανάλογα με τον τύπο του ισχυρού ηλεκτρολύτη:

CuCl 2 KCl \u003d Cu 2+ + 3Cl - + K +.

Όλα τα ιόντα που σχηματίζονται σε διάλυμα διπλού άλατος μπορούν να ανιχνευθούν χρησιμοποιώντας κατάλληλες ποιοτικές αντιδράσεις.

Αντιδράσεις σε διαλύματα πολύπλοκων ενώσεων.Η μετατόπιση ισορροπίας στις αντιδράσεις ανταλλαγής σε διαλύματα ηλεκτρολυτών που περιλαμβάνουν πολύπλοκα ιόντα προσδιορίζεται από τους ίδιους κανόνες όπως και στα διαλύματα απλών (μη σύνθετων) ηλεκτρολυτών, συγκεκριμένα: η ισορροπία μετατοπίζεται προς την κατεύθυνση της πληρέστερης δέσμευσης ιόντων (συμπλεγματικός παράγοντας, συνδετήρες , ιόντα της εξωτερικής σφαίρας), που οδηγεί στο σχηματισμό αδιάλυτων, ελάχιστα διαλυτών ουσιών ή ασθενών ηλεκτρολυτών.

Από αυτή την άποψη, σε διαλύματα σύνθετων ενώσεων, είναι δυνατές αντιδράσεις:

1) ανταλλαγή ιόντων της εξωτερικής σφαίρας, στην οποία η σύνθεση του συμπλόκου ιόντος παραμένει σταθερή.

2) ανταλλαγή ενδοσφαιρών.

Ο πρώτος τύπος αντίδρασηςπραγματοποιείται στις περιπτώσεις εκείνες που οδηγεί στο σχηματισμό αδιάλυτων και δυσδιάλυτων ενώσεων. Ένα παράδειγμα είναι η αλληλεπίδραση των K 4 και K 3, αντίστοιχα, με τα κατιόντα Fe 3+ και Fe 2+, η οποία δίνει ένα ίζημα από το μπλε της Πρωσίας Fe 4 3 και το μπλε του Turnbull Fe 3 2:

3 4- + 4Fe 3+ = Fe 4 3 ↓,

κυανούν χρώμα

2 3- + 3Fe 2+ = Fe 3 2 ↓.

μπλε τουρμπουλ

Αντιδράσεις δεύτερου τύπουείναι δυνατά σε εκείνες τις περιπτώσεις που αυτό οδηγεί στο σχηματισμό ενός πιο σταθερού συμπλέγματος, δηλ. με χαμηλότερη τιμή K n, Για παράδειγμα:

2S 2 O 3 2- D 3- + 2NH 3.

K n: 9,3 10 -8 1 10 -13

Σε κοντινές τιμές Kn, η πιθανότητα μιας τέτοιας διαδικασίας καθορίζεται από την περίσσεια του ανταγωνιστικού συνδετήρα.

Για σύνθετες ενώσεις, είναι επίσης δυνατές αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, που λαμβάνουν χώρα χωρίς αλλαγή της ατομικής σύνθεσης του συμπλόκου ιόντος, αλλά με αλλαγή στο φορτίο του, για παράδειγμα:

2K 3 + H 2 O 2 + 2KOH \u003d 2 K 4 + O 2 + 2H 2 O.

σύνθετες ενώσεις.

Όλες οι ανόργανες ενώσεις χωρίζονται σε δύο ομάδες:

1. σύνθετα πρώτης τάξης, ᴛ.ᴇ. ενώσεις που υπακούουν στη θεωρία του σθένους.

2. συνδέσεις ανώτερης τάξης, ᴛ.ᴇ. ενώσεις που δεν υπακούουν στις έννοιες της θεωρίας σθένους. Οι ενώσεις υψηλότερης τάξης περιλαμβάνουν ένυδρες, αμμωνιακές ενώσεις κ.λπ.

CoCl 3 + 6 NH 3 \u003d Co (NH 3) 6 Cl 3

Ο Werner (Ελβετία) εισήγαγε στη χημεία ιδέες για ενώσεις ανώτερης τάξης και τους έδωσε το όνομα σύνθετες ενώσεις. Αναφέρθηκε στο CS όλες τις πιο σταθερές ενώσεις υψηλότερης τάξης, οι οποίες σε ένα υδατικό διάλυμα είτε δεν διασπώνται καθόλου σε συστατικά μέρη, είτε αποσυντίθενται σε μικρό βαθμό. Το 1893, ο Werner πρότεινε ότι οποιοδήποτε στοιχείο, μετά τον κορεσμό, μπορεί επίσης να εμφανίσει ένα πρόσθετο σθένος - συντονισμός. Σύμφωνα με τη θεωρία συντονισμού του Werner, σε κάθε CS υπάρχουν:

Cl3:παράγοντας συμπλοκοποίησης (KO \u003d Co), συνδέτες (NH 3), αριθμός συντονισμού (CN \u003d 6), εσωτερική σφαίρα, εξωτερικό περιβάλλον (Cl 3), ικανότητα συντονισμού.

Το κεντρικό άτομο της εσωτερικής σφαίρας, γύρω από το οποίο ομαδοποιούνται ιόντα ή μόρια, ονομάζεται παράγοντας συμπλοκοποίησης. Ο ρόλος των συμπλοκοποιητικών παραγόντων εκτελείται συχνότερα από ιόντα μετάλλων, λιγότερο συχνά από ουδέτερα άτομα ή ανιόντα. Τα ιόντα ή τα μόρια που συντονίζονται γύρω από ένα κεντρικό άτομο στην εσωτερική σφαίρα ονομάζονται συνδέτες. Οι συνδέτες είναι ανιόντα: G-, OH-, CN-, CNS-, NO 2 -, CO 3 2-, C 2 O 4 2-, ουδέτερα μόρια: H 2 O, CO, G 2, NH 3, N 2 H 4 . αριθμός συντονισμού είναι ο αριθμός των θέσεων στην εσωτερική σφαίρα του συμπλέγματος που καταλαμβάνονται από συνδέτες. Το CN είναι συνήθως υψηλότερο από την κατάσταση οξείδωσης. CN = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12. Οι πιο συνηθισμένοι CN = 4, 6, 2. Αυτοί οι αριθμοί αντιστοιχούν στην πιο συμμετρική διαμόρφωση του συμπλέγματος - οκταεδρικό (6), τετραεδρικό (4) και γραμμικό (2). KChφθόνο για τη φύση του συμπλοκοποιητικού παράγοντα και των προσδεμάτων, καθώς και για τα μεγέθη του CO και των προσδεμάτων. Συντονιστική ικανότητα συνδετώνείναι ο αριθμός των θέσεων στην εσωτερική σφαίρα του συμπλέγματος που καταλαμβάνει κάθε συνδέτης. Για τους περισσότερους συνδέτες, η ικανότητα συντονισμού είναι η ενότητα ( μονοοδοντωτοί συνδέτες), λιγότερο από δύο ( δίδυμοι συνδέτες), υπάρχουν συνδέτες με μεγαλύτερη χωρητικότητα (3, 4, 6) - πολυοδοντωτά προσδέματα. Το φορτίο του μιγαδικού πρέπει να είναι αριθμητικά ίσο με το σύνολο της εξωτερικής σφαίρας και αντίθετο σε αυτό. 3+ Cl 3 -.

Ονοματολογία σύνθετων ενώσεων.Πολλές σύνθετες ενώσεις έχουν διατηρήσει τα ιστορικά τους ονόματα που σχετίζονται με το χρώμα ή το όνομα του επιστήμονα που τις συνέθεσε. Σήμερα χρησιμοποιείται η ονοματολογία IUPAC.

Παραγγελία καταχώρισης ιόντων. Συνηθίζεται να ονομάζουμε πρώτα το ανιόν και μετά το κατιόν, ενώ η ρίζα της λατινικής ονομασίας KO χρησιμοποιείται στο όνομα του ανιόντος και η ρωσική του ονομασία στη γενετική περίπτωση χρησιμοποιείται στο όνομα του κατιόντος.

Το Cl είναι χλωριούχο διαμινοάργυρο. K2 - τριχλωροπολικό κάλιο.

Σειρά καταχώρισης συνδετών. Οι συνδέτες στο σύμπλεγμα παρατίθενται με την ακόλουθη σειρά: ανιονικοί, ουδέτεροι, κατιονικοί - χωρίς διαχωρισμό με παύλα. Τα ανιόντα παρατίθενται με τη σειρά H - , O 2- , OH - , απλά ανιόντα, σύνθετα ανιόντα, πολυατομικά ανιόντα, οργανικά ανιόντα.

SO 4 - θειϊκός χλωρονιτροδιαμινοαιθυλενοδιαμινοπλατίνα (+4)

Τέλος συντονιστικών ομάδων.Οι ουδέτερες ομάδες ονομάζονται το ίδιο με τα μόρια. Οι εξαιρέσεις είναι το aqua (H 2 O), η αμίνη (NH 3). Το φωνήεν ʼʼОʼʼ προστίθεται σε αρνητικά φορτισμένα ανιόντα

– εξοκυανοφερρικό (+3) εξααμινοβάλτιο (+3)

Προθέματα που υποδεικνύουν τον αριθμό των προσδεμάτων.

1 - μονο, 2 - di, 3 - τρία, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - octa, 9 - nona, 10 - deca, 11 - indeca, 12 - dodeca, πολλά - πολυ.

Τα προθέματα bis-, tris- χρησιμοποιούνται πριν από συνδετήρες με σύνθετα ονόματα, όπου υπάρχουν ήδη προθέματα μονο-, δι- κ.λπ.

Cl 3 - τρις ​​(αιθυλενοδιαμίνη) χλωριούχος σίδηρος (+3)

Τα ονόματα των μιγαδικών ενώσεων δηλώνουν πρώτα το ανιονικό μέρος στην ονομαστική περίπτωση και με το επίθημα -at, και στη συνέχεια το κατιονικό μέρος στη γενόμενη. Ταυτόχρονα, πριν από το όνομα του κεντρικού ατόμου τόσο στο ανιονικό όσο και στο κατιονικό μέρος της ένωσης, παρατίθενται όλοι οι συνδέτες που συντονίζονται γύρω από αυτό, υποδεικνύοντας τον αριθμό τους με ελληνικούς αριθμούς (1 - μονο (συνήθως παραλείπεται), 2 - di, 3 - τρία, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - octa). Το επίθημα -o προστίθεται στα ονόματα των προσδεμάτων, και αρχικά ονομάζονται ανιόντα, και στη συνέχεια ουδέτερα μόρια: Cl- - chloro, CN- - cyano, OH- - hydroxo, C2O42- - oxalato, S2O32- - thiosulfato, ( CH3) 2NH - διμεθυλαμινο και κ.λπ. Εξαιρέσεις: οι ονομασίες των H2O και NH3 ως προσδέματα είναι οι εξής: ʼʼaquaʼʼ και ʼʼamminʼʼ. Εάν το κεντρικό άτομο είναι μέρος του κατιόντος, τότε χρησιμοποιείται το ρωσικό όνομα του στοιχείου, ακολουθούμενο από την κατάσταση οξείδωσής του σε αγκύλες με λατινικούς αριθμούς. Για το κεντρικό άτομο στη σύνθεση του ανιόντος, χρησιμοποιείται η λατινική ονομασία του στοιχείου και η κατάσταση οξείδωσης υποδεικνύεται πριν από αυτό το όνομα. Για στοιχεία με σταθερή κατάσταση οξείδωσης, μπορεί να παραλειφθεί. Στην περίπτωση των μη ηλεκτρολυτών, η κατάσταση οξείδωσης του κεντρικού ατόμου επίσης δεν υποδεικνύεται, αφού προσδιορίζεται με βάση την ηλεκτρική ουδετερότητα του συμπλόκου. Παραδείγματα τίτλου:

Cl2 - χλωριούχο διχλωρο-τετραμμίνη-πλατίνα (IV),

ΟΗ - υδροξείδιο διαμίνης-αργύρου (Ι).

Ταξινόμηση σύνθετων ενώσεων.Χρησιμοποιούνται πολλές διαφορετικές ταξινομήσεις COP.

1. αν ανήκουν σε μια ορισμένη κατηγορία ενώσεων:

σύνθετα οξέα - H 2

σύνθετες βάσεις -

σύνθετα άλατα - K 2

2. Από τη φύση των προσδεμάτων: υδάτινα σύμπλοκα, αμμωνία. Κυάνιο, αλογονίδιο κ.λπ.

Τα υδάτινα σύμπλοκα είναι σύμπλοκα στα οποία μόρια νερού χρησιμεύουν ως συνδέτες, για παράδειγμα, το Cl 2 είναι χλωριούχο εξαασβέστιο. Τα αμμινικά και τα αμινικά είναι σύμπλοκα στα οποία οι συνδέτες είναι μόρια αμμωνίας και οργανικών αμινών, για παράδειγμα: SO 4 - θειικός τετραμινικός χαλκός (II). Υδροξοσύμπλεγμα. Σε αυτά, τα ιόντα ΟΗ χρησιμεύουν ως συνδέτες. Ιδιαίτερα χαρακτηριστικό των αμφοτερικών μετάλλων. Παράδειγμα: Na2 - τετραϋδροξοζινικό νάτριο (II). Συμπλέγματα οξέων. Σε αυτά τα σύμπλοκα, οι συνδέτες είναι ανιόντα-όξινα υπολείμματα, για παράδειγμα, K4 - εξακυανοφερρικό κάλιο (II).

3. με το πρόσημο της φόρτισης του συμπλέγματος: κατιονικό, ανιονικό, ουδέτερο

4. σύμφωνα με την εσωτερική δομή του ΚΣ: ανάλογα με τον αριθμό των πυρήνων που απαρτίζουν το σύμπλεγμα:

μονοπύρηνα - H 2, διπύρηνα - Cl 5, κ.λπ.,

5. από την απουσία ή την παρουσία κύκλων:απλές και κυκλικές CS.

Κυκλικά ή χηλικά σύμπλοκα (τσιμπίδα). Το Οʜᴎ περιέχει ένα δι- ή πολυοδοντωτό πρόσδεμα, το οποίο, όπως ήταν, αιχμαλωτίζει το κεντρικό άτομο M σαν καρκινικά νύχια: Παραδείγματα: Na 3 - τριοξαλατο-(III) φερριικό νάτριο, (NO 3) 4 - νιτρικό τριαιθυλενοδιαμινο-πλατίνα (IV) .

Η ομάδα των χηλικών συμπλοκών περιλαμβάνει επίσης ενώσεις ενδοσυμπλοκών στις οποίες το κεντρικό άτομο είναι μέρος του κύκλου, σχηματίζοντας δεσμούς με συνδέτες με διάφορους τρόπους: με μηχανισμούς ανταλλαγής και δότη-δέκτη. Τέτοια σύμπλοκα είναι πολύ χαρακτηριστικά των αμινοκαρβοξυλικών οξέων, για παράδειγμα, η γλυκίνη σχηματίζει χηλικές ενώσεις με ιόντα Cu 2+, Pt 2+:

Οι χηλικές ενώσεις είναι ιδιαίτερα ισχυρές, δεδομένου ότι το κεντρικό άτομο σε αυτές είναι, σαν να λέγαμε, αποκλεισμένο από έναν κυκλικό συνδέτη. Τα χηλικά με πενταμελείς και εξαμελείς δακτυλίους είναι τα πιο σταθερά. Τα σύμπλοκα δεσμεύουν τα μεταλλικά κατιόντα τόσο ισχυρά που όταν προστίθενται, διαλύονται τέτοιες δυσδιάλυτες ουσίες όπως CaSO 4 , BaSO 4 , CaC 2 O 4 , CaCO 3. Για το λόγο αυτό, χρησιμοποιούνται για να μαλακώσουν το νερό, να δεσμεύσουν μεταλλικά ιόντα κατά τη βαφή, την επεξεργασία φωτογραφικών υλικών και στην αναλυτική χημεία. Πολλά σύμπλοκα χηλικού τύπου έχουν ένα συγκεκριμένο χρώμα, και σε σχέση με αυτό, οι αντίστοιχες ενώσεις συνδέτη είναι πολύ ευαίσθητα αντιδραστήρια για κατιόντα μετάλλων μεταπτώσεως. Για παράδειγμα, η διμεθυλγλυοξίμη [С(CH 3)NOH] 2 χρησιμεύει ως εξαιρετικό αντιδραστήριο για κατιόντα Ni2+, Pd2+, Pt2+, Fe2+ κ.λπ.

Σταθερότητα σύνθετων ενώσεων. Σταθερή αστάθεια.Όταν το CS διαλύεται στο νερό, συμβαίνει αποσύνθεση και η εσωτερική σφαίρα συμπεριφέρεται ως ενιαίο σύνολο.

K = K + + -

Μαζί με αυτή τη διαδικασία, η διάσπαση της εσωτερικής σφαίρας του συμπλέγματος συμβαίνει σε μικρό βαθμό:

Ag + + 2CN -

Για να χαρακτηρίσουμε τη σταθερότητα του CS, εισάγουμε σταθερά αστάθειαςίσο με:

Η σταθερά αστάθειας είναι ένα μέτρο της ισχύος του CS. Όσο μικρότερο είναι το Κ, τόσο πιο σταθερό είναι το COP.

Ισομέρεια σύνθετων ενώσεων.Για σύνθετες ενώσεις, ο ισομερισμός είναι πολύ κοινός και υπάρχουν:

1. Η ισομέρεια των διαλυτωμάτων βρίσκεται στα ισομερή όταν η κατανομή των μορίων του νερού μεταξύ της εσωτερικής και της εξωτερικής σφαίρας δεν είναι η ίδια.

Cl 3 Cl 2 H 2 O Cl (H 2 O) 2

μωβ ανοιχτό πράσινο σκούρο πράσινο

2.Ισομέρεια ιονισμού σχετίζεται με τη διαφορετική ευκολία διάστασης των ιόντων από την εσωτερική και την εξωτερική σφαίρα του συμπλέγματος.

4 Cl 2 ]Br 2 4 Br 2 ] Cl 2

SO 4 και Br - θειικό βρωμο-πενταμίνη-κοβάλτιο (III) και βρωμιούχο θειικό-πενταμίνη-κοβάλτιο (III).

C και ΝΟ 2 - χλωριούχο νιτρο-χλωρο-διαιθυλενοδιαμινο-κοβάλτιο (III) ινιτρώδες διχλωρο-διαιθυλενοδιαμινο-κοβάλτιο (III).

3. Ισομέρεια συντονισμού βρίσκεται μόνο σε δισύνθετες ενώσεις

[Co(NH 3) 6] [Co(CN) 6]

Ισομέρεια συντονισμούεμφανίζεται σε εκείνες τις σύνθετες ενώσεις όπου τόσο το κατιόν όσο και το ανιόν είναι πολύπλοκα.

Για παράδειγμα, το χρωμικό τετραχλωρο-(II) λευκόχρυσο τετραμίνη-χρωμίου (II) και τετραχλωρο-(II) τετραμίνη-λευκόχρυσο (II) είναι ισομερή συντονισμού

4. Επικοινωνιακή ισομέρεια εμφανίζεται μόνο όταν οι μονοοδοντωτοί συνδέτες μπορούν να συντονιστούν μέσω δύο διαφορετικών ατόμων.

5. Χωρική ισομέρεια λόγω του γεγονότος ότι οι ίδιοι συνδέτες βρίσκονται γύρω από το CO ή κοντά (cis), ή αντιστρόφως ( έκσταση).

Ισομερές Cis (πορτοκαλί κρύσταλλοι) Trans ισομερές (κίτρινοι κρύσταλλοι)

Ισομερή διχλωρο-διαμίνης-πλατίνας

Με μια τετραεδρική διάταξη προσδεμάτων, ο ισομερισμός cis-trans είναι αδύνατος.

6. Κατοπτρική (οπτική) ισομέρεια, για παράδειγμα, στο διχλωρο-διαιθυλενοδιαμινο-χρώμιο (III) + κατιόν:

Όπως και στην περίπτωση των οργανικών ουσιών, τα κατοπτρικά ισομερή έχουν τις ίδιες φυσικές και χημικές ιδιότητες και διαφέρουν ως προς την ασυμμετρία των κρυστάλλων και την κατεύθυνση περιστροφής του επιπέδου πόλωσης του φωτός.

7. Ισομέρεια συνδέτη , για παράδειγμα, για το (NH 2) 2 (CH 2) 4 τα ακόλουθα ισομερή είναι δυνατά: (NH 2) - (CH 2) 4 -NH 2, CH 3 -NH-CH 2 - CH 2 -NH-CH 3 , NH2-CH (CH3) -CH2-CH2-NH2

Το πρόβλημα της επικοινωνίας σε σύνθετες ενώσεις.Η φύση της σύζευξης στο CS είναι διαφορετική και τρεις προσεγγίσεις χρησιμοποιούνται επί του παρόντος για εξήγηση: η μέθοδος VS, η μέθοδος MO και η μέθοδος της θεωρίας κρυσταλλικού πεδίου.

Μέθοδος Sunπαρουσίασε η Pauline. Οι κύριες διατάξεις της μεθόδου:

1. Ένας δεσμός σε ένα CS σχηματίζεται ως αποτέλεσμα μιας αλληλεπίδρασης δότη-δέκτη. Οι συνδέτες παρέχουν ζεύγη ηλεκτρονίων, ενώ ο παράγοντας συμπλοκοποίησης παρέχει ελεύθερα τροχιακά. Ένα μέτρο της αντοχής του δεσμού είναι ο βαθμός τροχιακής επικάλυψης.

2. Τα τροχιακά CO υφίστανται υβριδισμό· ο τύπος του υβριδισμού καθορίζεται από τον αριθμό, τη φύση και την ηλεκτρονική δομή των προσδεμάτων. Ο υβριδισμός του CO καθορίζεται από τη γεωμετρία του συμπλόκου.

3. Επιπρόσθετη ενίσχυση του συμπλέγματος συμβαίνει λόγω του γεγονότος ότι, μαζί με τον δεσμό s, σχηματίζεται ένας δεσμός p.

4. Οι μαγνητικές ιδιότητες του συμπλόκου καθορίζονται από τον αριθμό των ασύζευκτων ηλεκτρονίων.

5. Κατά το σχηματισμό ενός συμπλόκου, η κατανομή των ηλεκτρονίων στα τροχιακά μπορεί να παραμείνει τόσο σε ουδέτερα άτομα όσο και να υποστεί αλλαγές. Εξαρτάται από τη φύση των προσδεμάτων, το ηλεκτροστατικό τους πεδίο. Έχει αναπτυχθεί μια φασματοχημική σειρά προσδεμάτων. Εάν οι συνδέτες έχουν ισχυρό πεδίο, τότε εκτοπίζουν τα ηλεκτρόνια, προκαλώντας το ζευγάρωμα και σχηματισμό νέου δεσμού.

Φασματοχημική σειρά προσδεμάτων:

CN - >NO 2 - >NH 3 >CNS - >H 2 O>F - >OH - >Cl - >Br -

6. Η μέθοδος VS καθιστά δυνατή την εξήγηση του σχηματισμού δεσμού ακόμη και σε σύμπλοκα ουδέτερου και ταξινομητή

Κ 3 Κ 3

1. Τα Ligands δημιουργούν ένα ισχυρό πεδίο στο πρώτο CS και ένα αδύναμο πεδίο στο δεύτερο

2. Σχεδιάστε τα τροχιακά σθένους του σιδήρου:

3. Εξετάστε τις ιδιότητες δότη των προσδεμάτων: CN - έχουν ελεύθερα τροχιακά ηλεκτρονίων και είναι δότες ζευγών ηλεκτρονίων.
Φιλοξενείται στο ref.rf
CN - έχει ισχυρό πεδίο, δρα σε τρισδιάστατα τροχιακά, συμπιέζοντάς τα.

Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται 6 δεσμοί, ενώ στη σύνδεση συμμετέχουν τα εσωτερικά 3 ραχιαία, ᴛ.ᴇ. σχηματίζεται ένα ενδοκογχικό σύμπλεγμα. Το σύμπλεγμα είναι παραμαγνητικό και χαμηλής περιστροφής, αφού υπάρχει ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο. Το σύμπλεγμα είναι σταθερό, γιατί κατειλημμένα εσωτερικά τροχιακά.

Τα ιόντα F - έχουν ελεύθερα τροχιακά ηλεκτρονίων και είναι δότες ζευγών ηλεκτρονίων, έχουν ασθενές πεδίο και επομένως δεν μπορούν να συμπυκνώσουν ηλεκτρόνια στο 3d επίπεδο.

Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται ένα παραμαγνητικό, υψηλής περιστροφής, εξωτερικό-τροχιακό σύμπλεγμα. Ασταθής και αντιδραστικός.

Πλεονεκτήματα της μεθόδου VS: ενημερωτικό

Μειονεκτήματα της μεθόδου VS: η μέθοδος είναι κατάλληλη για ένα συγκεκριμένο φάσμα ουσιών, η μέθοδος δεν εξηγεί τις οπτικές ιδιότητες (χρώμα), δεν κάνει εκτίμηση ενέργειας, επειδή σε ορισμένες περιπτώσεις σχηματίζεται ένα τετραγωνικό σύμπλεγμα αντί για το πιο ενεργειακά ευνοϊκό τετραεδρικό.

σύνθετες ενώσεις. - έννοια και τύποι. Ταξινόμηση και χαρακτηριστικά της κατηγορίας "Σύνθετες ενώσεις." 2017, 2018.

Γενική χημεία: σχολικό βιβλίο / A. V. Zholnin; εκδ. V. A. Popkova, A. V. Zholnina. - 2012. - 400 σελ.: ill.

Κεφάλαιο 7. ΣΥΝΘΕΤΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 7. ΣΥΝΘΕΤΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ

Τα σύνθετα στοιχεία είναι οι οργανωτές της ζωής.

K. B. Yatsimirsky

Οι σύνθετες ενώσεις είναι η πιο εκτεταμένη και ποικιλόμορφη κατηγορία ενώσεων. Οι ζωντανοί οργανισμοί περιέχουν σύνθετες ενώσεις βιογενών μετάλλων με πρωτεΐνες, αμινοξέα, πορφυρίνες, νουκλεϊκά οξέα, υδατάνθρακες και μακροκυκλικές ενώσεις. Οι πιο σημαντικές διεργασίες της ζωτικής δραστηριότητας προχωρούν με τη συμμετοχή σύνθετων ενώσεων. Μερικά από αυτά (αιμοσφαιρίνη, χλωροφύλλη, αιμοκυανίνη, βιταμίνη Β 12 κ.λπ.) παίζουν σημαντικό ρόλο στις βιοχημικές διεργασίες. Πολλά φάρμακα περιέχουν μεταλλικά σύμπλοκα. Για παράδειγμα, ινσουλίνη (σύμπλεγμα ψευδαργύρου), βιταμίνη Β 12 (σύμπλεγμα κοβαλτίου), πλατινόλη (σύμπλεγμα πλατίνας) κ.λπ.

7.1. ΘΕΩΡΙΑ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΥ Α. ΒΕΡΝΕΡ

Η δομή των πολύπλοκων ενώσεων

Κατά την αλληλεπίδραση των σωματιδίων, παρατηρείται αμοιβαίος συντονισμός των σωματιδίων, ο οποίος μπορεί να οριστεί ως η διαδικασία σχηματισμού συμπλόκου. Για παράδειγμα, η διαδικασία ενυδάτωσης των ιόντων τελειώνει με το σχηματισμό υδάτινων συμπλεγμάτων. Οι αντιδράσεις σχηματισμού συμπλόκου συνοδεύονται από μεταφορά ζευγών ηλεκτρονίων και οδηγούν στον σχηματισμό ή την καταστροφή ενώσεων υψηλότερης τάξης, των λεγόμενων σύνθετων (συντονιστικών) ενώσεων. Ένα χαρακτηριστικό των πολύπλοκων ενώσεων είναι η παρουσία σε αυτές ενός δεσμού συντονισμού που προέκυψε σύμφωνα με τον μηχανισμό δότη-δέκτη:

Οι σύνθετες ενώσεις είναι ενώσεις που υπάρχουν τόσο σε κρυσταλλική κατάσταση όσο και σε διάλυμα.

που είναι η παρουσία ενός κεντρικού ατόμου που περιβάλλεται από συνδέτες. Οι σύνθετες ενώσεις μπορούν να θεωρηθούν ως σύνθετες ενώσεις υψηλότερης τάξης, που αποτελούνται από απλά μόρια ικανά να υπάρχουν ανεξάρτητα σε διάλυμα.

Σύμφωνα με τη θεωρία συντονισμού του Werner, σε μια σύνθετη ένωση, εσωτερικόςΚαι εξωτερική σφαίρα.Το κεντρικό άτομο με τους περιβάλλοντες υποκαταστάτες σχηματίζουν την εσωτερική σφαίρα του συμπλόκου. Συνήθως περικλείεται σε αγκύλες. Όλα τα άλλα σε μια σύνθετη ένωση είναι η εξωτερική σφαίρα και είναι γραμμένα σε αγκύλες. Ένας ορισμένος αριθμός προσδεμάτων τοποθετείται γύρω από το κεντρικό άτομο, το οποίο προσδιορίζεται αριθμός συντονισμού(kch). Ο αριθμός των συντονισμένων συνδετών είναι πιο συχνά 6 ή 4. Ο συνδέτης καταλαμβάνει μια θέση συντονισμού κοντά στο κεντρικό άτομο. Ο συντονισμός αλλάζει τις ιδιότητες τόσο των συνδετών όσο και του κεντρικού ατόμου. Συχνά, οι συντονισμένοι υποκαταστάτες δεν μπορούν να ανιχνευθούν χρησιμοποιώντας χημικές αντιδράσεις που είναι χαρακτηριστικές τους στην ελεύθερη κατάσταση. Τα πιο σφιχτά συνδεδεμένα σωματίδια της εσωτερικής σφαίρας ονομάζονται σύμπλοκο (σύνθετο ιόν).Οι δυνάμεις έλξης δρουν μεταξύ του κεντρικού ατόμου και των προσδεμάτων (ένας ομοιοπολικός δεσμός σχηματίζεται σύμφωνα με τον μηχανισμό ανταλλαγής και (ή) δότη-δέκτη) και απωθητικές δυνάμεις ενεργούν μεταξύ των προσδεμάτων. Αν το φορτίο της εσωτερικής σφαίρας είναι 0, τότε δεν υπάρχει εξωτερική σφαίρα συντονισμού.

Κεντρικό άτομο (συμπλεγματικός παράγοντας)- ένα άτομο ή ιόν που καταλαμβάνει κεντρική θέση σε μια σύνθετη ένωση. Ο ρόλος ενός παράγοντα συμπλοκοποίησης εκτελείται συχνότερα από σωματίδια που έχουν ελεύθερες τροχιές και επαρκώς μεγάλο θετικό πυρηνικό φορτίο και επομένως μπορούν να είναι δέκτες ηλεκτρονίων. Αυτά είναι κατιόντα μεταβατικών στοιχείων. Οι ισχυρότεροι παράγοντες συμπλοκοποίησης είναι στοιχεία των ομάδων IB και VIIIB. Σπάνια ως κόμπλεξ

ουδέτερα άτομα d-στοιχείων και άτομα μη μετάλλων σε διάφορους βαθμούς οξείδωσης - . Ο αριθμός των ελεύθερων ατομικών τροχιακών που παρέχονται από τον παράγοντα συμπλοκοποίησης καθορίζει τον αριθμό συντονισμού του. Η τιμή του αριθμού συντονισμού εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, αλλά συνήθως είναι ίση με το διπλάσιο του φορτίου του ιόντος συμπλοκοποίησης:

Ligands- ιόντα ή μόρια που συνδέονται άμεσα με τον συμπλοκοποιητικό παράγοντα και είναι δότες ζευγών ηλεκτρονίων. Αυτά τα πλούσια σε ηλεκτρόνια συστήματα, τα οποία έχουν ελεύθερα και κινητά ζεύγη ηλεκτρονίων, μπορούν να είναι δότες ηλεκτρονίων, για παράδειγμα:

Οι ενώσεις των ρ-στοιχείων παρουσιάζουν ιδιότητες συμπλοκοποίησης και δρουν ως συνδέτες σε μια σύνθετη ένωση. Οι συνδέτες μπορεί να είναι άτομα και μόρια (πρωτεΐνες, αμινοξέα, νουκλεϊκά οξέα, υδατάνθρακες). Σύμφωνα με τον αριθμό των δεσμών που σχηματίζονται από τους συνδέτες με τον παράγοντα συμπλοκοποίησης, οι συνδέτες χωρίζονται σε μονο-, δι- και πολυοδοντικούς συνδέτες.Οι παραπάνω συνδέτες (μόρια και ανιόντα) είναι μονοοδοντωτά, αφού είναι δότες ενός ζεύγους ηλεκτρονίων. Οι δισχιδείς συνδέτες περιλαμβάνουν μόρια ή ιόντα που περιέχουν δύο λειτουργικές ομάδες ικανές να είναι δότης δύο ζευγών ηλεκτρονίων:

Τα πολυοδοντικά προσδέματα περιλαμβάνουν τον 6-οδοντωτό συνδετήρα του αιθυλενοδιαμινοτετραοξικού οξέος:

Ο αριθμός των θέσεων που καταλαμβάνει κάθε συνδέτης στην εσωτερική σφαίρα της σύνθετης ένωσης ονομάζεται ικανότητα συντονισμού (denticity) του συνδέτη.Καθορίζεται από τον αριθμό των ζευγών ηλεκτρονίων του συνδέτη που συμμετέχουν στο σχηματισμό ενός δεσμού συντονισμού με το κεντρικό άτομο.

Εκτός από τις σύνθετες ενώσεις, η χημεία συντονισμού καλύπτει διπλά άλατα, κρυσταλλικές ένυδρες ενώσεις, που διασπώνται σε υδατικό διάλυμα σε συστατικά μέρη, τα οποία σε στερεή κατάσταση σε πολλές περιπτώσεις κατασκευάζονται παρόμοια με τα σύνθετα, αλλά είναι ασταθή.

Τα πιο σταθερά και διαφορετικά σύμπλοκα ως προς τη σύνθεση και τις λειτουργίες που εκτελούν σχηματίζουν d-στοιχεία. Ιδιαίτερη σημασία έχουν σύνθετες ενώσεις μεταβατικών στοιχείων: σίδηρος, μαγγάνιο, τιτάνιο, κοβάλτιο, χαλκός, ψευδάργυρος και μολυβδαίνιο. Τα βιογονικά s-στοιχεία (Na, K, Mg, Ca) σχηματίζουν σύνθετες ενώσεις μόνο με συνδέτες ορισμένης κυκλικής δομής, δρώντας επίσης ως συμπλοκοποιητικός παράγοντας. Κύριο μέρος R-στοιχεία (N, P, S, O) είναι το ενεργό μέρος των συμπλοκοποιητικών σωματιδίων (συνδέτες), συμπεριλαμβανομένων των βιοσυνδεμάτων. Αυτή είναι η βιολογική τους σημασία.

Επομένως, η ικανότητα σχηματισμού συμπλόκου είναι μια κοινή ιδιότητα των χημικών στοιχείων του περιοδικού συστήματος, αυτή η ικανότητα μειώνεται με την ακόλουθη σειρά: φά> ρε> Π> μικρό.

7.2. ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ ΤΩΝ ΚΥΡΙΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΜΙΑΣ ΣΥΝΘΕΤΗΣ ΕΝΩΣΗΣ

Το φορτίο της εσωτερικής σφαίρας μιας μιγαδικής ένωσης είναι το αλγεβρικό άθροισμα των φορτίων των σωματιδίων που την αποτελούν. Για παράδειγμα, το μέγεθος και το πρόσημο του φορτίου ενός συμπλέγματος προσδιορίζονται ως εξής. Το φορτίο του ιόντος αλουμινίου είναι +3, το συνολικό φορτίο των έξι ιόντων υδροξειδίου είναι -6. Επομένως, το φορτίο του μιγαδικού είναι (+3) + (-6) = -3 και ο τύπος του μιγαδικού είναι 3- . Το φορτίο του μιγαδικού ιόντος είναι αριθμητικά ίσο με το συνολικό φορτίο της εξωτερικής σφαίρας και είναι αντίθετο σε πρόσημο από αυτό. Για παράδειγμα, το φορτίο της εξωτερικής σφαίρας K 3 είναι +3. Επομένως, το φορτίο του μιγαδικού ιόντος είναι -3. Το φορτίο του συμπλοκοποιητικού παράγοντα είναι ίσο σε μέγεθος και αντίθετο σε πρόσημο με το αλγεβρικό άθροισμα των φορτίων όλων των άλλων σωματιδίων της μιγαδικής ένωσης. Επομένως, στο K 3 το φορτίο του ιόντος σιδήρου είναι +3, αφού το συνολικό φορτίο όλων των άλλων σωματιδίων της σύνθετης ένωσης είναι (+3) + (-6) = -3.

7.3. ΟΝΟΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΣΥΝΘΕΤΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ

Τα βασικά της ονοματολογίας αναπτύσσονται στα κλασικά έργα του Βέρνερ. Σύμφωνα με αυτά, σε μια σύνθετη ένωση, πρώτα ονομάζεται το κατιόν και μετά το ανιόν. Αν η ένωση είναι μη ηλεκτρολυτικού τύπου, τότε ονομάζεται με μία λέξη. Το όνομα του μιγαδικού ιόντος γράφεται με μία λέξη.

Ο ουδέτερος συνδέτης ονομάζεται το ίδιο με το μόριο, και ένα "o" προστίθεται στους συνδέτες ανιόντων. Για ένα συντονισμένο μόριο νερού, χρησιμοποιείται ο χαρακτηρισμός "aqua-". Για να δηλωθεί ο αριθμός των πανομοιότυπων προσδεμάτων στην εσωτερική σφαίρα του συμπλέγματος, οι ελληνικοί αριθμοί δι-, τρι-, τετρα-, πεντα-, εξά-, κ.λπ. χρησιμοποιούνται ως πρόθεμα πριν από το όνομα των προσδεμάτων. Χρησιμοποιείται το πρόθεμα monone. Οι συνδέτες παρατίθενται με αλφαβητική σειρά. Το όνομα του συνδετήρα θεωρείται ως μια ενιαία οντότητα. Μετά το όνομα του συνδέτη, ακολουθεί το όνομα του κεντρικού ατόμου, υποδεικνύοντας τον βαθμό οξείδωσης, ο οποίος υποδεικνύεται με λατινικούς αριθμούς σε παρένθεση. Η λέξη αμμίνη (με δύο «μ») γράφεται σε σχέση με την αμμωνία. Για όλες τις άλλες αμίνες, χρησιμοποιείται μόνο ένα "m".

C13 - χλωριούχο εξαμινοκοβάλτιο (III).

C13 - χλωριούχο υδατοπενταμινοκοβάλτιο (III).

Cl2 - χλωριούχο πενταμεθυλαμμινοχλωροκοβάλτιο (III).

Diamminedibromoplatinum (II).

Αν το μιγαδικό ιόν είναι ανιόν, τότε η λατινική του ονομασία έχει την κατάληξη «am».

(NH4) 2 - τετραχλωροπαλλαδικό αμμώνιο (II).

Κ - πενταβρωμοαμμινοπλατινικό κάλιο (IV).

K2 - τετραροδανοκοβαλτικό κάλιο (II).

Το όνομα ενός σύνθετου συνδετήρα συνήθως περικλείεται σε παρένθεση.

ΝΟ 3 - νιτρικό διχλωρο-δι-(αιθυλενοδιαμίνη) κοβάλτιο (III).

Br - βρωμιούχο βρωμο-τρις-(τριφαινυλφωσφίνη) πλατίνα (II).

Σε περιπτώσεις όπου ο συνδέτης δεσμεύει δύο κεντρικά ιόντα, το ελληνικό γράμμα χρησιμοποιείται πριν από το όνομά τουμ.

Τέτοιοι υποκαταστάτες ονομάζονται γέφυρακαι παρατίθεται τελευταίο.

7.4. ΧΗΜΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΚΑΙ ΔΟΜΗ ΣΥΝΘΕΤΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ

Οι αλληλεπιδράσεις δότη-δέκτη μεταξύ του συνδέτη και του κεντρικού ατόμου παίζουν σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό πολύπλοκων ενώσεων. Ο δότης ζεύγους ηλεκτρονίων είναι συνήθως ένας συνδέτης. Ένας δέκτης είναι ένα κεντρικό άτομο που έχει ελεύθερα τροχιακά. Αυτός ο δεσμός είναι ισχυρός και δεν σπάει όταν το σύμπλοκο διαλύεται (μη ιονογόνος), και ονομάζεται συντονισμός.

Μαζί με τους ο-δεσμούς, οι δεσμοί π σχηματίζονται από τον μηχανισμό δότη-δέκτη. Σε αυτή την περίπτωση, το μεταλλικό ιόν χρησιμεύει ως δότης, δωρίζοντας τα ζεύγη d-ηλεκτρόνια του στον συνδέτη, ο οποίος έχει ενεργειακά ευνοϊκά κενά τροχιακά. Τέτοιες σχέσεις ονομάζονται δοτική. Σχηματίζονται:

α) λόγω της επικάλυψης των κενών τροχιακών p του μετάλλου με το d-τροχιακού του μετάλλου, στο οποίο υπάρχουν ηλεκτρόνια που δεν έχουν εισέλθει σε δεσμό σ.

β) όταν τα κενά d-τροχιακά του προσδέματος επικαλύπτονται με τα γεμάτα d-τροχιακά του μετάλλου.

Ένα μέτρο της ισχύος του είναι ο βαθμός επικάλυψης μεταξύ των τροχιακών του συνδέτη και του κεντρικού ατόμου. Ο προσανατολισμός των δεσμών του κεντρικού ατόμου καθορίζει τη γεωμετρία του συμπλέγματος. Για να εξηγηθεί η κατεύθυνση των δεσμών, χρησιμοποιείται η έννοια του υβριδισμού των ατομικών τροχιακών του κεντρικού ατόμου. Τα υβριδικά τροχιακά του κεντρικού ατόμου είναι το αποτέλεσμα της ανάμειξης άνισων ατομικών τροχιακών, ως αποτέλεσμα, το σχήμα και η ενέργεια των τροχιακών αλλάζουν αμοιβαία και σχηματίζονται τροχιακά με νέο ίδιο σχήμα και ενέργεια. Ο αριθμός των υβριδικών τροχιακών είναι πάντα ίσος με τον αριθμό των αρχικών. Τα υβριδικά νέφη βρίσκονται στο άτομο στη μέγιστη απόσταση μεταξύ τους (Πίνακας 7.1).

Πίνακας 7.1.Τύποι υβριδισμού ατομικών τροχιακών ενός συμπλοκοποιητικού παράγοντα και η γεωμετρία ορισμένων πολύπλοκων ενώσεων

Η χωρική δομή του συμπλέγματος καθορίζεται από τον τύπο του υβριδισμού των τροχιακών σθένους και τον αριθμό των μη κοινόχρηστων ζευγών ηλεκτρονίων που περιέχονται στο επίπεδο ενέργειας σθένους.

Η αποτελεσματικότητα της αλληλεπίδρασης δότη-δέκτη μεταξύ του συνδέτη και του παράγοντα συμπλοκοποίησης και, κατά συνέπεια, η ισχύς του δεσμού μεταξύ τους (η σταθερότητα του συμπλόκου) καθορίζεται από την πολωσιμότητα τους, δηλ. την ικανότητα να μετασχηματίζουν τα ηλεκτρονιακά τους κελύφη υπό εξωτερική επίδραση. Σε αυτή τη βάση, τα αντιδραστήρια χωρίζονται σε "σκληρά"ή χαμηλής πολώσεως, και "μαλακό" -εύκολα πολώσιμο. Η πολικότητα ενός ατόμου, μορίου ή ιόντος εξαρτάται από το μέγεθός τους και τον αριθμό των στιβάδων ηλεκτρονίων. Όσο μικρότερη είναι η ακτίνα και τα ηλεκτρόνια ενός σωματιδίου, τόσο λιγότερο πολωμένο είναι. Όσο μικρότερη είναι η ακτίνα και όσο λιγότερα ηλεκτρόνια έχει ένα σωματίδιο, τόσο χειρότερα πολώνεται.

Τα σκληρά οξέα σχηματίζουν ισχυρά (σκληρά) σύμπλοκα με ηλεκτραρνητικά άτομα Ο, Ν, F προσδεμάτων (σκληρές βάσεις), ενώ τα μαλακά οξέα σχηματίζουν ισχυρά (μαλακά) σύμπλοκα με άτομα δότη P, S και I συνδετών που έχουν χαμηλή ηλεκτραρνητικότητα και υψηλή πολικότητα. Παρατηρούμε εδώ την εκδήλωση της γενικής αρχής «όπως με όμοιο».

Λόγω της ακαμψίας τους, τα ιόντα νατρίου και καλίου πρακτικά δεν σχηματίζουν σταθερά σύμπλοκα με βιουποστρώματα και βρίσκονται σε φυσιολογικά μέσα με τη μορφή υδατοσυμπλεγμάτων. Τα ιόντα Ca 2 + και Mg 2 + σχηματίζουν αρκετά σταθερά σύμπλοκα με πρωτεΐνες και επομένως στα φυσιολογικά μέσα βρίσκονται τόσο σε ιοντικές όσο και σε δεσμευμένες καταστάσεις.

Τα ιόντα των στοιχείων d σχηματίζουν ισχυρά σύμπλοκα με βιουποστρώματα (πρωτεΐνες). Και τα μαλακά οξέα Cd, Pb, Hg είναι πολύ τοξικά. Σχηματίζουν ισχυρά σύμπλοκα με πρωτεΐνες που περιέχουν σουλφυδρυλικές ομάδες R-SH:

Το κυανιούχο ιόν είναι τοξικό. Ο μαλακός συνδετήρας αλληλεπιδρά ενεργά με d-μέταλλα σε σύμπλοκα με βιουποστρώματα, ενεργοποιώντας τα τελευταία.

7.5. ΑΠΟΣΥΝΔΕΣΗ ΣΥΝΘΕΤΩΝ ΣΥΝΘΕΣΕΩΝ. ΣΤΑΘΕΡΟΤΗΤΑ ΣΥΓΚΡΟΤΗΜΑΤΩΝ. ΑΣΤΑΘΗΤΑ ΚΑΙ ΑΔΡΑΝΕΝΑ ΣΥΝΘΕΤΑ

Όταν οι σύνθετες ενώσεις διαλύονται στο νερό, συνήθως αποσυντίθενται σε ιόντα της εξωτερικής και της εσωτερικής σφαίρας, όπως ισχυροί ηλεκτρολύτες, αφού αυτά τα ιόντα συνδέονται ιοντικά, κυρίως με ηλεκτροστατικές δυνάμεις. Αυτό εκτιμάται ως η πρωταρχική διάσταση σύνθετων ενώσεων.

Η δευτερογενής διάσταση μιας σύνθετης ένωσης είναι η διάσπαση της εσωτερικής σφαίρας στα συστατικά της. Αυτή η διαδικασία προχωρά ανάλογα με τον τύπο των ασθενών ηλεκτρολυτών, αφού τα σωματίδια της εσωτερικής σφαίρας συνδέονται μη ιοντικά (ομοιοπολικά). Η διάσπαση έχει σταδιακό χαρακτήρα:

Για ένα ποιοτικό χαρακτηριστικό της σταθερότητας της εσωτερικής σφαίρας μιας σύνθετης ένωσης, χρησιμοποιείται μια σταθερά ισορροπίας που περιγράφει την πλήρη διάστασή της, που ονομάζεται σταθερά σύνθετης αστάθειας(Κν). Για ένα σύνθετο ανιόν, η έκφραση για τη σταθερά αστάθειας έχει τη μορφή:

Όσο μικρότερη είναι η τιμή του Kn, τόσο πιο σταθερή είναι η εσωτερική σφαίρα της μιγαδικής ένωσης, δηλ. τόσο λιγότερο διασπάται σε υδατικό διάλυμα. Πρόσφατα, αντί για Kn, χρησιμοποιείται η τιμή της σταθεράς σταθερότητας (Ku) - η αντίστροφη του Kn. Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή Ku, τόσο πιο σταθερό είναι το σύμπλεγμα.

Οι σταθερές σταθερότητας καθιστούν δυνατή την πρόβλεψη της κατεύθυνσης των διαδικασιών ανταλλαγής προσδέματος.

Σε ένα υδατικό διάλυμα, το μεταλλικό ιόν υπάρχει με τη μορφή υδάτινων συμπλεγμάτων: 2+ - hexaaqua σίδηρος (II), 2 + - tetraaqua χαλκός (II). Όταν γράφετε τύπους για ενυδατωμένα ιόντα, τα συντονισμένα μόρια νερού του κελύφους ενυδάτωσης δεν υποδεικνύονται, αλλά υπονοούνται. Ο σχηματισμός ενός συμπλόκου μεταξύ ενός μεταλλικού ιόντος και κάποιου συνδέτη θεωρείται ως αντίδραση υποκατάστασης ενός μορίου νερού στην εσωτερική σφαίρα συντονισμού από αυτόν τον συνδέτη.

Οι αντιδράσεις ανταλλαγής προσδέματος προχωρούν σύμφωνα με τον μηχανισμό των αντιδράσεων τύπου S N. Για παράδειγμα:

Οι τιμές των σταθερών σταθερότητας που δίνονται στον Πίνακα 7.2 υποδεικνύουν ότι λόγω της διαδικασίας σχηματισμού πολύπλοκων, λαμβάνει χώρα ισχυρή δέσμευση ιόντων σε υδατικά διαλύματα, γεγονός που υποδεικνύει την αποτελεσματικότητα χρήσης αυτού του τύπου αντίδρασης για δέσμευση ιόντων, ειδικά με πολυοδοντικούς συνδετήρες.

Πίνακας 7.2.Σταθερότητα συμπλεγμάτων ζιρκονίου

Σε αντίθεση με τις αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων, ο σχηματισμός πολύπλοκων ενώσεων συχνά δεν είναι μια σχεδόν στιγμιαία διαδικασία. Για παράδειγμα, όταν ο σίδηρος (III) αντιδρά με το νιτρίλιο τριμεθυλενοφωσφονικό οξύ, η ισορροπία επιτυγχάνεται μετά από 4 ημέρες. Για τα κινητικά χαρακτηριστικά των συμπλεγμάτων, χρησιμοποιούνται οι έννοιες - ασταθής(ταχεία αντίδραση) και αδρανής(αργά αντιδρά). Σύμφωνα με την πρόταση του G. Taube, ασταθή σύμπλοκα θεωρούνται εκείνα που ανταλλάσσουν πλήρως προσδέματα για 1 λεπτό σε θερμοκρασία δωματίου και συγκέντρωση διαλύματος 0,1 M. Είναι απαραίτητο να γίνει σαφής διάκριση μεταξύ των θερμοδυναμικών εννοιών [ισχυρή (σταθερή) / εύθραυστη (ασταθή)] και κινητικά [αδρανή και ασταθή] σύμπλοκα.

Σε ασταθή σύμπλοκα, η υποκατάσταση συνδέτη λαμβάνει χώρα ταχέως και η ισορροπία επιτυγχάνεται γρήγορα. Σε αδρανή σύμπλοκα, η υποκατάσταση συνδέτη προχωρά αργά.

Έτσι, το αδρανές σύμπλοκο 2 + σε ένα όξινο περιβάλλον είναι θερμοδυναμικά ασταθές: η σταθερά αστάθειας είναι 10 -6 και το ασταθές σύμπλοκο 2- είναι πολύ σταθερό: η σταθερά σταθερότητας είναι 10 -30. Ο Taube συσχετίζει την αστάθεια των συμπλεγμάτων με την ηλεκτρονική δομή του κεντρικού ατόμου. Η αδράνεια των συμπλοκών είναι χαρακτηριστική κυρίως των ιόντων με ατελές d-κέλυφος. Τα αδρανή σύμπλοκα περιλαμβάνουν Co, Cr. Τα σύμπλοκα κυανιδίου πολλών κατιόντων με εξωτερικό επίπεδο s 2 p 6 είναι ασταθή.

7.6. ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΣΥΜΠΛΟΚΩΝ

Οι διαδικασίες σχηματισμού συμπλόκου επηρεάζουν πρακτικά τις ιδιότητες όλων των σωματιδίων που σχηματίζουν το σύμπλοκο. Όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς των δεσμών μεταξύ του συνδέτη και του παράγοντα συμπλοκοποίησης, τόσο λιγότερες οι ιδιότητες του κεντρικού ατόμου και των συνδετών εκδηλώνονται στο διάλυμα και τόσο πιο έντονα είναι τα χαρακτηριστικά του συμπλόκου.

Οι σύνθετες ενώσεις εμφανίζουν χημική και βιολογική δραστηριότητα ως αποτέλεσμα του συντονισμού ακόρεστου του κεντρικού ατόμου (υπάρχουν ελεύθερα τροχιακά) και της παρουσίας ελεύθερων ζευγών ηλεκτρονίων προσδεμάτων. Σε αυτή την περίπτωση, το σύμπλοκο έχει ηλεκτρόφιλες και πυρηνόφιλες ιδιότητες που διαφέρουν από αυτές του κεντρικού ατόμου και των προσδεμάτων.

Είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η επίδραση στη χημική και βιολογική δραστηριότητα της δομής του κελύφους ενυδάτωσης του συμπλέγματος. Η διαδικασία της εκπαίδευσης

Η αναγωγή των συμπλοκών επηρεάζει τις οξεοβασικές ιδιότητες της σύμπλοκης ένωσης. Ο σχηματισμός συμπλόκων οξέων συνοδεύεται από αύξηση της ισχύος του οξέος ή της βάσης, αντίστοιχα. Έτσι, όταν σχηματίζονται σύνθετα οξέα από απλά, η ενέργεια δέσμευσης με ιόντα Η+ μειώνεται και η ισχύς του οξέος αυξάνεται ανάλογα. Εάν υπάρχει ένα ιόν ΟΗ - στην εξωτερική σφαίρα, τότε ο δεσμός μεταξύ του συμπλόκου κατιόντος και του ιόντος υδροξειδίου της εξωτερικής σφαίρας μειώνεται και οι βασικές ιδιότητες του συμπλόκου αυξάνονται. Για παράδειγμα, το υδροξείδιο του χαλκού Cu (OH) 2 είναι μια ασθενής, ελάχιστα διαλυτή βάση. Κάτω από τη δράση της αμμωνίας σε αυτό, σχηματίζεται αμμωνία χαλκού (OH) 2. Η πυκνότητα φορτίου 2 + μειώνεται σε σύγκριση με το Cu 2 +, ο δεσμός με τα ιόντα OH - εξασθενεί και το (OH) 2 συμπεριφέρεται σαν μια ισχυρή βάση. Οι ιδιότητες οξέος-βάσης των προσδεμάτων που σχετίζονται με τον παράγοντα συμπλοκοποίησης είναι συνήθως πιο έντονες από τις ιδιότητες οξέος-βάσης αυτών στην ελεύθερη κατάσταση. Για παράδειγμα, η αιμοσφαιρίνη (Hb) ή η οξυαιμοσφαιρίνη (HbO 2) παρουσιάζουν όξινες ιδιότητες λόγω των ελεύθερων καρβοξυλομάδων της πρωτεΐνης σφαιρίνης, η οποία είναι ένας συνδέτης του HHb ↔ H + + Hb - . Ταυτόχρονα, το ανιόν αιμοσφαιρίνης, λόγω των αμινομάδων της πρωτεΐνης σφαιρίνης, παρουσιάζει βασικές ιδιότητες και επομένως δεσμεύει το όξινο οξείδιο του CO 2 για να σχηματίσει το ανιόν καρβαμινοαιμοσφαιρίνης (HbCO 2 -): CO 2 + Hb - ↔ HbCO 2 - .

Τα σύμπλοκα εμφανίζουν ιδιότητες οξειδοαναγωγής λόγω μετασχηματισμών οξειδοαναγωγής του συμπλοκοποιητικού παράγοντα, ο οποίος σχηματίζει σταθερές καταστάσεις οξείδωσης. Η διαδικασία της συμπλοκοποίησης επηρεάζει έντονα τις τιμές των δυνατοτήτων μείωσης των d-στοιχείων. Εάν η ανηγμένη μορφή των κατιόντων σχηματίζει ένα πιο σταθερό σύμπλοκο με τον δεδομένο συνδέτη από την οξειδωμένη μορφή του, τότε η τιμή του δυναμικού αυξάνεται. Μια μείωση της τιμής του δυναμικού συμβαίνει όταν η οξειδωμένη μορφή σχηματίζει ένα πιο σταθερό σύμπλοκο.Για παράδειγμα, υπό την επίδραση οξειδωτικών παραγόντων: νιτρώδη, νιτρικά, NO 2, H 2 O 2, η αιμοσφαιρίνη μετατρέπεται σε μεθαιμοσφαιρίνη ως αποτέλεσμα της οξείδωσης του κεντρικού ατόμου.

Το έκτο τροχιακό χρησιμοποιείται στο σχηματισμό της οξυαιμοσφαιρίνης. Το ίδιο τροχιακό εμπλέκεται στο σχηματισμό δεσμού με το μονοξείδιο του άνθρακα. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται ένα μακροκυκλικό σύμπλεγμα με σίδηρο - καρβοξυαιμοσφαιρίνη. Αυτό το σύμπλεγμα είναι 200 ​​φορές πιο σταθερό από το σύμπλοκο σιδήρου-οξυγόνου στην αίμη.

Ρύζι. 7.1.Χημικοί μετασχηματισμοί της αιμοσφαιρίνης στο ανθρώπινο σώμα. Σχέδιο από το βιβλίο: Slesarev V.I. Fundamentals of Living Chemistry, 2000

Ο σχηματισμός συμπλόκων ιόντων επηρεάζει την καταλυτική δραστηριότητα των ιόντων συμπλοκοποίησης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η δραστηριότητα αυξάνεται. Αυτό οφείλεται στον σχηματισμό σε διάλυμα μεγάλων δομικών συστημάτων που μπορούν να συμμετέχουν στη δημιουργία ενδιάμεσων προϊόντων και στη μείωση της ενέργειας ενεργοποίησης της αντίδρασης. Για παράδειγμα, εάν προστεθεί Cu 2+ ή NH 3 στο H 2 O 2, η διαδικασία αποσύνθεσης δεν επιταχύνεται. Παρουσία του συμπλόκου 2+, το οποίο σχηματίζεται σε αλκαλικό μέσο, ​​η αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου επιταχύνεται κατά 40 εκατομμύρια φορές.

Έτσι, σχετικά με την αιμοσφαιρίνη, μπορεί κανείς να εξετάσει τις ιδιότητες των σύνθετων ενώσεων: οξέος-βάσης, σχηματισμός συμπλόκου και οξειδοαναγωγή.

7.7. ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΣΥΝΘΕΤΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ

Υπάρχουν πολλά συστήματα ταξινόμησης για πολύπλοκες ενώσεις που βασίζονται σε διαφορετικές αρχές.

1. Σύμφωνα με το ότι μια σύνθετη ένωση ανήκει σε μια συγκεκριμένη κατηγορία ενώσεων:

Σύνθετα οξέα H 2 ;

Σύνθετες βάσεις OH;

Σύνθετα άλατα K 4 .

2. Από τη φύση του συνδέτη: υδάτινα σύμπλοκα, αμμωνικά, όξινα σύμπλοκα (ανιόντα διαφόρων οξέων, K 4, δρουν ως συνδέτες· σύμπλοκα υδροξυλίου (ομάδες υδροξυλίου, K 3, ως συνδέτες), σύμπλοκα με μακροκυκλικούς συνδέτες, εντός των οποίων η κεντρική άτομο.

3. Με το πρόσημο του φορτίου του συμπλόκου: κατιονικό - σύμπλοκο κατιόν στη σύμπλοκη ένωση Cl 3; ανιονικό - ένα σύνθετο ανιόν σε μια σύνθετη ένωση Κ. ουδέτερο - το φορτίο του συμπλόκου είναι 0. Η σύνθετη ένωση της εξωτερικής σφαίρας δεν έχει, για παράδειγμα, . Αυτή είναι η φόρμουλα για ένα αντικαρκινικό φάρμακο.

4. Σύμφωνα με την εσωτερική δομή του συγκροτήματος:

α) ανάλογα με τον αριθμό των ατόμων του συμπλοκοποιητικού παράγοντα: μονοπύρηνα- η σύνθεση του συμπλόκου σωματιδίου περιλαμβάνει ένα άτομο του παράγοντα συμπλοκοποίησης, για παράδειγμα Cl 3. πολλαπλών πυρήνων- στη σύνθεση του συμπλόκου σωματιδίου υπάρχουν πολλά άτομα του παράγοντα συμπλοκοποίησης - ένα σύμπλοκο σιδήρου-πρωτεΐνης:

β) ανάλογα με τον αριθμό των τύπων προσδεμάτων, τα σύμπλοκα διακρίνονται: ομοιογενή (μονός συνδέτης),που περιέχει έναν τύπο συνδέτη, για παράδειγμα 2+, και ετερογενή (πολλαπλός συνδέτης)- δύο ή περισσότερα είδη προσδεμάτων, για παράδειγμα Pt(NH 3) 2 Cl 2 . Το σύμπλοκο περιλαμβάνει NH 3 και Cl - συνδέτες. Για σύνθετες ενώσεις που περιέχουν διαφορετικούς συνδέτες στην εσωτερική σφαίρα, είναι χαρακτηριστικός ο γεωμετρικός ισομερισμός, όταν, με την ίδια σύνθεση της εσωτερικής σφαίρας, οι συνδέτες σε αυτήν βρίσκονται διαφορετικά μεταξύ τους.

Τα γεωμετρικά ισομερή σύνθετων ενώσεων διαφέρουν όχι μόνο ως προς τις φυσικές και χημικές ιδιότητες, αλλά και στη βιολογική δραστηριότητα. Το cis-ισομερές του Pt(NH 3) 2Cl 2 έχει έντονη αντικαρκινική δράση, αλλά το trans-ισομερές δεν έχει.

γ) ανάλογα με την οδοντοστοιχία των προσδεμάτων που σχηματίζουν μονοπύρηνα σύμπλοκα, διακρίνονται οι ακόλουθες ομάδες:

Μονοπυρηνικά σύμπλοκα με μονοοδοντωτούς συνδέτες, για παράδειγμα 3+.

Μονοπυρηνικά σύμπλοκα με πολυοδοντικούς συνδέτες. Οι σύνθετες ενώσεις με πολυοδοντικούς υποκαταστάτες ονομάζονται χηλικές ενώσεις;

δ) κυκλικές και άκυκλες μορφές σύνθετων ενώσεων.

7.8. ΣΥΜΠΛΕΓΜΑΤΑ CHELATE. COMPLEXSONS. COMPLEXONATES

Οι κυκλικές δομές που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της προσθήκης ενός μεταλλικού ιόντος σε δύο ή περισσότερα άτομα δότη που ανήκουν σε ένα μόριο χηλικού παράγοντα ονομάζονται χηλικές ενώσεις.Για παράδειγμα, γλυκινικός χαλκός:

Σε αυτά, ο συμπλοκοποιητικός παράγοντας, όπως ήταν, οδηγεί στο εσωτερικό του συνδέτη, καλύπτεται από δεσμούς, όπως τα νύχια, επομένως, καθώς άλλα πράγματα είναι ίσα, είναι πιο σταθερά από ενώσεις που δεν περιέχουν κύκλους. Οι πιο σταθεροί είναι κύκλοι που αποτελούνται από πέντε ή έξι συνδέσμους.Αυτός ο κανόνας διατυπώθηκε για πρώτη φορά από τον L.A. Τσουγκάεφ. Διαφορά

Η σταθερότητα του χηλικού συμπλόκου και η σταθερότητα του μη κυκλικού αναλόγου του ονομάζονται χηλικό αποτέλεσμα.

Οι πολυοδοντωτοί συνδέτες που περιέχουν 2 τύπους ομάδων δρουν ως χηλικός παράγοντας:

1) ομάδες ικανές να σχηματίσουν ομοιοπολικούς πολικούς δεσμούς λόγω αντιδράσεων ανταλλαγής (δότες πρωτονίων, δέκτες ζευγών ηλεκτρονίων) -CH 2COOH, -CH 2 PO (OH) 2, -CH 2 SO 2 OH, - ομάδες οξέος (κέντρα).

2) Ομάδες δότη ζευγών ηλεκτρονίων: ≡N, >NH, >C=O, -S-, -OH, - κύριες ομάδες (κέντρα).

Εάν τέτοιοι συνδέτες κορέσουν την εσωτερική σφαίρα συντονισμού του συμπλόκου και εξουδετερώσουν πλήρως το φορτίο του μεταλλικού ιόντος, τότε οι ενώσεις ονομάζονται ενδοσύνθετη.Για παράδειγμα, γλυκινικός χαλκός. Δεν υπάρχει εξωτερική σφαίρα σε αυτό το σύμπλεγμα.

Μια μεγάλη ομάδα οργανικών ουσιών που περιέχουν βασικά και όξινα κέντρα στο μόριο ονομάζεται κόμπλεξ.Αυτά είναι πολυβασικά οξέα. Οι χηλικές ενώσεις που σχηματίζονται από τις σύνθετες όταν αλληλεπιδρούν με μεταλλικά ιόντα ονομάζονται σύνθετα,για παράδειγμα, συμπλεκτονικό μαγνήσιο με αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό οξύ:

Σε υδατικό διάλυμα, το σύμπλοκο υπάρχει στην ανιονική μορφή.

Τα συμπλέγματα και τα σύμπλοκα είναι ένα απλό μοντέλο πιο πολύπλοκων ενώσεων ζωντανών οργανισμών: αμινοξέα, πολυπεπτίδια, πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα, ένζυμα, βιταμίνες και πολλές άλλες ενδογενείς ενώσεις.

Επί του παρόντος, παράγεται μια τεράστια γκάμα συνθετικών συμπλεγμάτων με διάφορες λειτουργικές ομάδες. Οι τύποι των κύριων σύνθετων παρουσιάζονται παρακάτω:

Τα σύμπλοκα, υπό ορισμένες συνθήκες, μπορούν να παρέχουν μη κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων (αρκετά) για το σχηματισμό ενός δεσμού συντονισμού με ένα μεταλλικό ιόν (s-, p- ή d-στοιχείο). Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται σταθερές ενώσεις τύπου χηλικού με 4-, 5-, 6- ή 8-μελείς δακτυλίους. Η αντίδραση προχωρά σε ένα ευρύ φάσμα pH. Ανάλογα με το pH, σχηματίζονται η φύση του συμπλοκοποιητικού παράγοντα, η αναλογία του με το πρόσδεμα, τα συμπλοκοποιήματα διαφόρων δυνάμεων και η διαλυτότητα. Η χημεία του σχηματισμού συμπλοκοποιητικών ενώσεων μπορεί να αναπαρασταθεί με εξισώσεις χρησιμοποιώντας το άλας νατρίου του EDTA (Na 2 H 2 Y ) ως παράδειγμα, το οποίο διασπάται σε ένα υδατικό διάλυμα: Na 2 H 2 Y→ 2Na + + H 2 Y 2- , και το ιόν H 2 Y 2- αλληλεπιδρά με ιόντα μέταλλα, ανεξάρτητα από το βαθμό οξείδωσης του μεταλλικού κατιόντος, τις περισσότερες φορές ένα ιόν μετάλλου (1:1) αλληλεπιδρά με ένα μόριο σύνθετης. Η αντίδραση προχωρά ποσοτικά (Kp>10 9).

Τα σύμπλοκα και τα σύνθετα παρουσιάζουν αμφοτερικές ιδιότητες σε μεγάλο εύρος pH, την ικανότητα να συμμετέχουν σε αντιδράσεις οξείδωσης-αναγωγής, σχηματισμό συμπλόκων, σχηματίζουν ενώσεις με διάφορες ιδιότητες ανάλογα με τον βαθμό οξείδωσης του μετάλλου, τον κορεσμό του συντονισμού του και έχουν ηλεκτροφιλικές και πυρηνόφιλες ιδιότητες. . Όλα αυτά καθορίζουν την ικανότητα δέσμευσης ενός τεράστιου αριθμού σωματιδίων, γεγονός που επιτρέπει σε μια μικρή ποσότητα αντιδραστηρίου να επιλύει μεγάλα και διαφορετικά προβλήματα.

Ένα άλλο αναμφισβήτητο πλεονέκτημα των σύνθετων και συμπλεγματικών είναι η χαμηλή τοξικότητά τους και η ικανότητα μετατροπής τοξικών σωματιδίων

σε χαμηλής τοξικότητας ή ακόμη και βιολογικά ενεργά. Τα προϊόντα αποσύνθεσης των σύνθετων ενώσεων δεν συσσωρεύονται στο σώμα και είναι αβλαβή. Το τρίτο χαρακτηριστικό των σύνθετων είναι η δυνατότητα χρήσης τους ως πηγή ιχνοστοιχείων.

Η αυξημένη πεπτικότητα οφείλεται στο γεγονός ότι το ιχνοστοιχείο εισάγεται σε βιολογικά ενεργή μορφή και έχει υψηλή διαπερατότητα μεμβράνης.

7.9. ΣΥΜΠΙΠΛΟΚΑ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΠΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΥΝ ΦΩΣΦΟΡΟ - ΜΙΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΜΙΚΡΟ ΚΑΙ ΜΑΚΡΟ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΕ ΜΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΚΑ ΔΡΑΣΤΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΑΙ ΜΟΝΤΕΛΟ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΔΡΑΣΗΣ ΤΟΥ ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ

έννοια βιολογική δραστηριότητακαλύπτει ένα ευρύ φάσμα φαινομένων. Από την άποψη της χημικής δράσης, οι βιολογικά δραστικές ουσίες (BAS) νοούνται συνήθως ως ουσίες που μπορούν να δράσουν σε βιολογικά συστήματα, ρυθμίζοντας τη ζωτική τους δραστηριότητα.

Η ικανότητα για μια τέτοια πρόσκρουση ερμηνεύεται ως η ικανότητα επίδειξης βιολογικής δραστηριότητας. Η ρύθμιση μπορεί να εκδηλωθεί με τα αποτελέσματα της διέγερσης, της καταπίεσης, της ανάπτυξης ορισμένων αποτελεσμάτων. Η ακραία εκδήλωση της βιολογικής δραστηριότητας είναι βιοκτόνο δράση,όταν, ως αποτέλεσμα της δράσης μιας βιοκτόνου ουσίας στο σώμα, η τελευταία πεθαίνει. Σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις, στις περισσότερες περιπτώσεις, τα βιοκτόνα έχουν διεγερτική και όχι θανατηφόρα επίδραση στους ζωντανούς οργανισμούς.

Ένας μεγάλος αριθμός τέτοιων ουσιών είναι σήμερα γνωστός. Ωστόσο, σε πολλές περιπτώσεις, η χρήση γνωστών βιολογικά δραστικών ουσιών χρησιμοποιείται ανεπαρκώς, συχνά με αποτελεσματικότητα μακριά από τη μέγιστη, και η χρήση συχνά οδηγεί σε παρενέργειες που μπορούν να εξαλειφθούν με την εισαγωγή τροποποιητών σε βιολογικά δραστικές ουσίες.

Τα συμπλεκτικά που περιέχουν φώσφορο σχηματίζουν ενώσεις με διάφορες ιδιότητες ανάλογα με τη φύση, τον βαθμό οξείδωσης του μετάλλου, τον κορεσμό συντονισμού, τη σύνθεση και τη δομή του κελύφους του ένυδρου. Όλα αυτά καθορίζουν την πολυλειτουργικότητα των συμπλεγμάτων, τη μοναδική τους ικανότητα υποστοιχειομετρικής δράσης,

η επίδραση ενός κοινού ιόντος και παρέχει ευρεία εφαρμογή στην ιατρική, τη βιολογία, την οικολογία και σε διάφορους τομείς της εθνικής οικονομίας.

Όταν το μεταλλικό ιόν συντονίζει το σύμπλοκο, η πυκνότητα των ηλεκτρονίων ανακατανέμεται. Λόγω της συμμετοχής ενός μοναχικού ζεύγους ηλεκτρονίων στην αλληλεπίδραση δότη-δέκτη, η πυκνότητα ηλεκτρονίων του συνδέτη (σύμπλεγμα) μετατοπίζεται στο κεντρικό άτομο. Μια μείωση στο σχετικά αρνητικό φορτίο στο πρόσδεμα συμβάλλει στη μείωση της απώθησης Coulomb των αντιδραστηρίων. Επομένως, ο συντονισμένος συνδέτης γίνεται πιο προσιτός στην επίθεση από ένα πυρηνόφιλο αντιδραστήριο που έχει περίσσεια πυκνότητας ηλεκτρονίων στο κέντρο αντίδρασης. Η μετατόπιση της πυκνότητας ηλεκτρονίων από τον παράγοντα συμπλοκοποίησης στο μεταλλικό ιόν οδηγεί σε σχετική αύξηση του θετικού φορτίου του ατόμου άνθρακα και, κατά συνέπεια, στη διευκόλυνση της προσβολής του από το πυρηνόφιλο αντιδραστήριο, το ιόν υδροξυλίου. Μεταξύ των ενζύμων που καταλύουν τις μεταβολικές διεργασίες στα βιολογικά συστήματα, το υδροξυλιωμένο σύμπλεγμα κατέχει μία από τις κεντρικές θέσεις στον μηχανισμό ενζυματικής δράσης και αποτοξίνωσης του οργανισμού. Ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης πολλαπλών σημείων του ενζύμου με το υπόστρωμα, εμφανίζεται προσανατολισμός, ο οποίος εξασφαλίζει τη σύγκλιση των ενεργών ομάδων στο ενεργό κέντρο και τη μεταφορά της αντίδρασης στο ενδομοριακό καθεστώς, πριν ξεκινήσει η αντίδραση και σχηματιστεί η μεταβατική κατάσταση. που διασφαλίζει την ενζυματική λειτουργία του FCM.Οι διαμορφωτικές αλλαγές μπορούν να συμβούν στα μόρια των ενζύμων. Ο συντονισμός δημιουργεί πρόσθετες συνθήκες για την αλληλεπίδραση οξειδοαναγωγής μεταξύ του κεντρικού ιόντος και του συνδέτη, καθώς δημιουργείται ένας άμεσος δεσμός μεταξύ του οξειδωτικού και του αναγωγικού παράγοντα, ο οποίος εξασφαλίζει τη μεταφορά ηλεκτρονίων. Τα σύμπλοκα μετάλλων μετάπτωσης FCM μπορούν να χαρακτηριστούν από μεταπτώσεις ηλεκτρονίων τύπου L-M, M-L, M-L-M, στις οποίες συμμετέχουν τα τροχιακά τόσο του μετάλλου (M) όσο και των συνδετών (L), τα οποία συνδέονται αντίστοιχα στο σύμπλοκο με δεσμούς δότη-δέκτη. Τα συμπλέγματα μπορούν να χρησιμεύσουν ως γέφυρα κατά μήκος της οποίας τα ηλεκτρόνια των πολυπυρηνικών συμπλεγμάτων ταλαντώνονται μεταξύ των κεντρικών ατόμων ενός ή διαφορετικών στοιχείων σε διαφορετικές καταστάσεις οξείδωσης. (σύμπλοκα μεταφοράς ηλεκτρονίων και πρωτονίων).Τα σύμπλοκα καθορίζουν τις αναγωγικές ιδιότητες των μεταλλικών συμπλεγμάτων, γεγονός που τους επιτρέπει να επιδεικνύουν υψηλές αντιοξειδωτικές, προσαρμογόνες ιδιότητες, ομοιοστατικές λειτουργίες.

Έτσι, τα σύνθετα μετατρέπουν τα μικροστοιχεία σε μια βιολογικά ενεργή, προσβάσιμη μορφή για τον οργανισμό. Σχηματίζονται σταθερά

πιο συντονισμένα κορεσμένα σωματίδια, ανίκανα να καταστρέψουν βιοσυμπλέγματα και, κατά συνέπεια, μορφές χαμηλής τοξικότητας. Τα σύνθετα δρουν ευνοϊκά παραβιάζοντας την ομοιόσταση των μικροστοιχείων του σώματος. Τα ιόντα μεταβατικών στοιχείων σε μορφή συμπλεγματικής δρουν στο σώμα ως παράγοντας που καθορίζει την υψηλή ευαισθησία των κυττάρων στα μικροστοιχεία μέσω της συμμετοχής τους στη δημιουργία μιας υψηλής συγκέντρωσης βαθμίδας, του δυναμικού της μεμβράνης. Τα σύμπλοκα μετάλλων μεταπτώσεως FKM έχουν βιορυθμιστικές ιδιότητες.

Η παρουσία όξινων και βασικών κέντρων στη σύνθεση του FCM παρέχει αμφοτερικές ιδιότητες και τη συμμετοχή τους στη διατήρηση της οξεοβασικής ισορροπίας (ισοϋδρική κατάσταση).

Με την αύξηση του αριθμού των φωσφονικών ομάδων στη σύνθεση του σύνθετου, η σύνθεση και οι συνθήκες για το σχηματισμό διαλυτών και κακώς διαλυτών συμπλοκών αλλάζουν. Η αύξηση του αριθμού των φωσφονικών ομάδων ευνοεί τον σχηματισμό ελάχιστα διαλυτών συμπλεγμάτων σε ευρύτερο εύρος pH και μετατοπίζει την περιοχή ύπαρξής τους στην όξινη περιοχή. Η αποσύνθεση των συμπλοκών γίνεται σε pH μεγαλύτερο από 9.

Η μελέτη των διαδικασιών σχηματισμού συμπλόκου με συμπλόκους κατέστησε δυνατή την ανάπτυξη μεθόδων για τη σύνθεση βιορυθμιστών:

Τα διεγερτικά ανάπτυξης παρατεταμένης δράσης σε κολλοειδή-χημική μορφή είναι πολυπυρηνικές ομο- και ετεροσύμπλοκες ενώσεις τιτανίου και σιδήρου.

Διεγερτικά ανάπτυξης σε υδατοδιαλυτή μορφή. Αυτά είναι σύμπλοκα τιτανίου μικτού υποκαταστάτη που βασίζονται σε σύνθετες και ανόργανο πρόσδεμα.

Αναστολείς ανάπτυξης - συμπλοκοποιητικά στοιχεία s που περιέχουν φώσφορο.

Η βιολογική επίδραση των παρασκευασμάτων που συντέθηκαν στην ανάπτυξη και την ανάπτυξη μελετήθηκε σε ένα χρόνιο πείραμα σε φυτά, ζώα και ανθρώπους.

Βιορρύθμιση- αυτή είναι μια νέα επιστημονική κατεύθυνση που σας επιτρέπει να ρυθμίζετε την κατεύθυνση και την ένταση των βιοχημικών διεργασιών, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ευρέως στην ιατρική, την κτηνοτροφία και τη φυτική παραγωγή. Συνδέεται με την ανάπτυξη τρόπων αποκατάστασης της φυσιολογικής λειτουργίας του σώματος με σκοπό την πρόληψη και θεραπεία ασθενειών και παθολογιών που σχετίζονται με την ηλικία. Τα σύμπλοκα και οι σύνθετες ενώσεις που βασίζονται σε αυτά μπορούν να ταξινομηθούν ως πολλά υποσχόμενες βιολογικά ενεργές ενώσεις. Η μελέτη της βιολογικής τους δράσης σε ένα χρόνιο πείραμα έδειξε ότι η χημεία έδωσε στα χέρια των γιατρών,

κτηνοτρόφοι, γεωπόνοι και βιολόγοι, ένα νέο πολλά υποσχόμενο εργαλείο που σας επιτρέπει να επηρεάσετε ενεργά ένα ζωντανό κύτταρο, να ρυθμίσετε τις διατροφικές συνθήκες, την ανάπτυξη και την ανάπτυξη ζωντανών οργανισμών.

Μια μελέτη της τοξικότητας των σύνθετων και συμπλεγματικών που χρησιμοποιήθηκαν έδειξε την πλήρη απουσία της επίδρασης των φαρμάκων στα αιμοποιητικά όργανα, την αρτηριακή πίεση, τη διεγερσιμότητα, τον αναπνευστικό ρυθμό: δεν παρατηρήθηκε καμία αλλαγή στην ηπατική λειτουργία, καμία τοξικολογική επίδραση στη μορφολογία των ιστών και εντοπίστηκαν όργανα. Το άλας καλίου του HEDP δεν έχει τοξικότητα σε δόση 5-10 φορές μεγαλύτερη από τη θεραπευτική (10-20 mg/kg) στη μελέτη για 181 ημέρες. Επομένως, οι σύνθετες ταξινομούνται ως ενώσεις χαμηλής τοξικότητας. Χρησιμοποιούνται ως φάρμακα για την καταπολέμηση ιογενών ασθενειών, δηλητηριάσεων με βαρέα μέταλλα και ραδιενεργά στοιχεία, διαταραχές του μεταβολισμού του ασβεστίου, ενδημικές ασθένειες και ανισορροπία μικροστοιχείων στο σώμα. Τα σύμπλοκα και τα συμπλεκτικά που περιέχουν φώσφορο δεν υφίστανται φωτόλυση.

Η προοδευτική ρύπανση του περιβάλλοντος με βαρέα μέταλλα – προϊόντα της ανθρώπινης οικονομικής δραστηριότητας αποτελεί μόνιμο περιβαλλοντικό παράγοντα. Μπορούν να συσσωρευτούν στο σώμα. Η περίσσεια και η έλλειψή τους προκαλούν μέθη του οργανισμού.

Τα σύνθετα μεταλλικά άλατα διατηρούν τη χηλική δράση στον συνδέτη (σύνθετη) στο σώμα και είναι απαραίτητα για τη διατήρηση της ομοιόστασης του προσδέματος μετάλλου. Τα ενσωματωμένα βαρέα μέταλλα εξουδετερώνονται σε κάποιο βαθμό στο σώμα και η χαμηλή ικανότητα απορρόφησης εμποδίζει τη μεταφορά μετάλλων κατά μήκος των τροφικών αλυσίδων, με αποτέλεσμα αυτό να οδηγεί σε μια ορισμένη «βιομαινοποίηση» της τοξικής τους δράσης, η οποία είναι ιδιαίτερα σημαντική για τα Ουράλια. περιοχή. Για παράδειγμα, το ελεύθερο ιόν μολύβδου ανήκει στα δηλητήρια θειόλης και το ισχυρό συμπλοκοποιητικό μόλυβδο με αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό οξύ είναι χαμηλής τοξικότητας. Ως εκ τούτου, η αποτοξίνωση των φυτών και των ζώων συνίσταται στη χρήση συμπλεγματικών μετάλλων. Βασίζεται σε δύο θερμοδυναμικές αρχές: την ικανότητά τους να σχηματίζουν ισχυρούς δεσμούς με τοξικά σωματίδια, μετατρέποντάς τα σε κακώς διαλυτές ή σταθερές ενώσεις σε ένα υδατικό διάλυμα. την αδυναμία τους να καταστρέψουν τα ενδογενή βιοσυμπλέγματα. Από αυτή την άποψη, θεωρούμε μια σημαντική κατεύθυνση για την καταπολέμηση της οικολογικής δηλητηρίασης και την απόκτηση φιλικών προς το περιβάλλον προϊόντων - αυτή είναι σύνθετη θεραπεία φυτών και ζώων.

Πραγματοποιήθηκε μελέτη για την επίδραση της επεξεργασίας των φυτών με συμπλοκοποιήσεις διαφόρων μετάλλων υπό τεχνολογία εντατικής καλλιέργειας.

πατάτες στη σύνθεση μικροστοιχείων των κονδύλων πατάτας. Τα δείγματα κονδύλων περιείχαν 105-116 mg/kg σίδηρο, 16-20 mg/kg μαγγάνιο, 13-18 mg/kg χαλκό και 11-15 mg/kg ψευδάργυρο. Η αναλογία και η περιεκτικότητα σε μικροστοιχεία είναι τυπικά για τους φυτικούς ιστούς. Οι κόνδυλοι που αναπτύσσονται με και χωρίς τη χρήση μεταλλικών συμπλεγμάτων έχουν σχεδόν την ίδια στοιχειακή σύνθεση. Η χρήση χηλικών ενώσεων δεν δημιουργεί συνθήκες για τη συσσώρευση βαρέων μετάλλων στους κονδύλους. Τα σύνθετα, σε μικρότερο βαθμό από τα μεταλλικά ιόντα, απορροφώνται από το έδαφος, είναι ανθεκτικά στις μικροβιολογικές επιδράσεις του, γεγονός που τους επιτρέπει να διατηρούνται στο εδαφικό διάλυμα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Το μετέπειτα είναι 3-4 χρόνια. Συνδυάζονται καλά με διάφορα φυτοφάρμακα. Το μέταλλο στο σύμπλεγμα έχει χαμηλότερη τοξικότητα. Τα σύνθετα μετάλλων που περιέχουν φώσφορο δεν ερεθίζουν τη βλεννογόνο μεμβράνη των ματιών και δεν βλάπτουν το δέρμα. Δεν έχουν εντοπιστεί ευαισθητοποιητικές ιδιότητες, οι αθροιστικές ιδιότητες των συμπλεγματικών ενώσεων τιτανίου δεν είναι έντονες και σε ορισμένες περιπτώσεις εκφράζονται πολύ ασθενώς. Ο συντελεστής σώρευσης είναι 0,9-3,0, που υποδηλώνει χαμηλό δυνητικό κίνδυνο χρόνιας δηλητηρίασης από φάρμακα.

Τα σύμπλοκα που περιέχουν φώσφορο βασίζονται στον δεσμό φωσφόρου-άνθρακα (C-P), ο οποίος βρίσκεται επίσης σε βιολογικά συστήματα. Είναι μέρος των φωσφονολιπιδίων, των φωσφονογλυκανών και των φωσφοπρωτεϊνών των κυτταρικών μεμβρανών. Τα λιπίδια που περιέχουν αμινοφωσφονικές ενώσεις είναι ανθεκτικά στην ενζυματική υδρόλυση, παρέχουν σταθερότητα και, κατά συνέπεια, φυσιολογική λειτουργία των εξωτερικών κυτταρικών μεμβρανών. Τα συνθετικά ανάλογα πυροφωσφορικών - διφωσφονικών (Р-С-Р) ή (Р-С-С-Р) σε μεγάλες δόσεις διαταράσσουν τον μεταβολισμό του ασβεστίου και σε μικρές δόσεις τον ομαλοποιούν. Τα διφωσφονικά είναι αποτελεσματικά στην υπερλιπαιμία και πολλά υποσχόμενα από την άποψη της φαρμακολογίας.

Τα διφωσφονικά που περιέχουν δεσμούς P-C-P είναι δομικά στοιχεία των βιοσυστημάτων. Είναι βιολογικά αποτελεσματικά και είναι ανάλογα των πυροφωσφορικών. Τα διφωσφονικά έχουν αποδειχθεί αποτελεσματικά στη θεραπεία διαφόρων ασθενειών. Τα διφωσφονικά είναι ενεργοί αναστολείς της ανοργανοποίησης και της απορρόφησης των οστών. Τα σύμπλοκα μετατρέπουν τα μικροστοιχεία σε μια βιολογικά ενεργή, προσβάσιμη μορφή για το σώμα, σχηματίζουν σταθερά, πιο συντονισμένα κορεσμένα σωματίδια που δεν είναι σε θέση να καταστρέψουν τα βιοσυμπλέγματα, και επομένως, μορφές χαμηλής τοξικότητας. Καθορίζουν την υψηλή ευαισθησία των κυττάρων στα ιχνοστοιχεία, συμμετέχοντας στο σχηματισμό μιας κλίσης υψηλής συγκέντρωσης. Ικανός να συμμετέχει στο σχηματισμό πολυπυρηνικών ενώσεων τιτανίου

διαφορετικού τύπου - σύμπλοκα μεταφοράς ηλεκτρονίων και πρωτονίων, συμμετέχουν στη βιορύθμιση των μεταβολικών διεργασιών, στην αντίσταση του σώματος, στην ικανότητα σχηματισμού δεσμών με τοξικά σωματίδια, μετατρέποντάς τα σε κακώς διαλυτά ή διαλυτά, σταθερά, μη καταστροφικά ενδογενή σύμπλοκα. Ως εκ τούτου, η χρήση τους για αποτοξίνωση, αποβολή από τον οργανισμό, λήψη φιλικών προς το περιβάλλον προϊόντων (σύνθετη θεραπεία), καθώς και στη βιομηχανία για την αναγέννηση και διάθεση βιομηχανικών αποβλήτων ανόργανων οξέων και αλάτων μετάλλων μεταπτώσεως είναι πολλά υποσχόμενη.

7.10. ΑΝΤΑΛΛΑΓΜΑ ΣΥΝΔΕΣΤΗ ΚΑΙ ΑΝΤΑΛΛΑΓΜΑ ΜΕΤΑΛΛΩΝ

ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ. ΧΗΛΑΘΕΡΑΠΕΙΑ

Εάν υπάρχουν αρκετοί συνδέτες με ένα μεταλλικό ιόν ή πολλά μεταλλικά ιόντα με έναν συνδέτη ικανό να σχηματίσει σύνθετες ενώσεις στο σύστημα, τότε παρατηρούνται ανταγωνιστικές διεργασίες: στην πρώτη περίπτωση, η ισορροπία ανταλλαγής προσδέματος είναι ο ανταγωνισμός μεταξύ προσδεμάτων για ένα μεταλλικό ιόν, σε Η δεύτερη περίπτωση, η ισορροπία ανταλλαγής μετάλλων είναι ο ανταγωνισμός μεταξύ ιόντων μετάλλου για τον συνδέτη. Θα επικρατήσει η διαδικασία σχηματισμού του πιο ανθεκτικού συμπλέγματος. Για παράδειγμα, στο διάλυμα υπάρχουν ιόντα: μαγνήσιο, ψευδάργυρος, σίδηρος (III), χαλκός, χρώμιο (II), σίδηρος (II) και μαγγάνιο (II). Όταν μια μικρή ποσότητα αιθυλενοδιαμινοτετραοξικού οξέος (EDTA) εισάγεται σε αυτό το διάλυμα, εμφανίζεται ανταγωνισμός μεταξύ ιόντων μετάλλου και σύνδεσης με το σύμπλοκο σιδήρου (III), καθώς σχηματίζει το πιο σταθερό σύμπλοκο με το EDTA.

Η αλληλεπίδραση βιομετάλλων (Mb) και βιοσυνδετών (Lb), ο σχηματισμός και η καταστροφή ζωτικών βιοσυμπλεγμάτων (MbLb) λαμβάνουν χώρα συνεχώς στο σώμα:

Στο σώμα των ανθρώπων, των ζώων και των φυτών, υπάρχουν διάφοροι μηχανισμοί για την προστασία και τη διατήρηση αυτής της ισορροπίας από διάφορα ξενοβιοτικά (ξένες ουσίες), συμπεριλαμβανομένων των ιόντων βαρέων μετάλλων. Τα ιόντα των βαρέων μετάλλων που δεν είναι συνδεδεμένα σε ένα σύμπλοκο και τα υδρόξο σύμπλοκά τους είναι τοξικά σωματίδια (Mt). Σε αυτές τις περιπτώσεις, μαζί με την ισορροπία φυσικού προσδέματος μετάλλου, μπορεί να προκύψει μια νέα ισορροπία, με το σχηματισμό πιο σταθερών ξένων συμπλεγμάτων που περιέχουν τοξικά μέταλλα (MtLb) ή τοξικούς συνδέτες (MbLt), τα οποία δεν πληρούν

βασικές βιολογικές λειτουργίες. Όταν εισέρχονται στο σώμα εξωγενή τοξικά σωματίδια, προκύπτουν συνδυασμένες ισορροπίες και, ως αποτέλεσμα, εμφανίζεται ανταγωνισμός διεργασιών. Η κυρίαρχη διαδικασία θα είναι αυτή που οδηγεί στον σχηματισμό της πιο σταθερής πολύπλοκης ένωσης:

Οι παραβιάσεις της ομοιόστασης του μεταλλικού συνδετήρα προκαλούν μεταβολικές διαταραχές, αναστέλλουν τη δραστηριότητα των ενζύμων, καταστρέφουν σημαντικούς μεταβολίτες όπως το ATP, τις κυτταρικές μεμβράνες και διαταράσσουν τη βαθμίδα συγκέντρωσης ιόντων στα κύτταρα. Επομένως, δημιουργούνται συστήματα τεχνητής προστασίας. Η θεραπεία χηλίωσης (σύνθετη θεραπεία) παίρνει τη θέση της σε αυτή τη μέθοδο.

Η θεραπεία χηλίωσης είναι η απομάκρυνση τοξικών σωματιδίων από το σώμα, με βάση τη χηλίωσή τους με συμπλεκτικά στοιχεία s. Τα φάρμακα που χρησιμοποιούνται για την απομάκρυνση των τοξικών σωματιδίων που ενσωματώνονται στο σώμα ονομάζονται αποτοξινωτικά.(Lg). Η χηλίωση τοξικών ειδών με συμπλεκτικά μεταλλικά άλατα (Lg) μετατρέπει τα τοξικά μεταλλικά ιόντα (Mt) σε μη τοξικές (MtLg) δεσμευμένες μορφές κατάλληλες για απομόνωση και διείσδυση στη μεμβράνη, μεταφορά και απέκκριση από το σώμα. Διατηρούν μια χηλική δράση στο σώμα τόσο για τον συνδέτη (σύμπλεγμα) όσο και για το μεταλλικό ιόν. Αυτό εξασφαλίζει την ομοιόσταση του μεταλλικού συνδετήρα του σώματος. Ως εκ τούτου, η χρήση σύνθετων στην ιατρική, την κτηνοτροφία και την παραγωγή καλλιεργειών παρέχει αποτοξίνωση του οργανισμού.

Οι βασικές θερμοδυναμικές αρχές της θεραπείας χηλίωσης μπορούν να διατυπωθούν σε δύο θέσεις.

I. Ένα αποτοξικό (Lg) πρέπει να δεσμεύει αποτελεσματικά τοξικά ιόντα (Mt, Lt), οι νεοσχηματιζόμενες ενώσεις (MtLg) πρέπει να είναι ισχυρότερες από αυτές που υπήρχαν στο σώμα:

II. Το αποτοξινωτικό δεν πρέπει να καταστρέφει ζωτικές σύνθετες ενώσεις (MbLb). Οι ενώσεις που μπορούν να σχηματιστούν κατά την αλληλεπίδραση ενός αποτοξινωτικού και βιομεταλλικών ιόντων (MbLg) θα πρέπει να είναι λιγότερο ισχυρές από εκείνες που υπάρχουν στο σώμα:

7.11. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΥΜΠΛΟΚΩΝ ΚΑΙ ΣΥΜΠΛΟΚΩΝ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ

Τα μόρια σύνθετης πρακτικά δεν υφίστανται διάσπαση ή καμία αλλαγή στο βιολογικό περιβάλλον, που είναι το σημαντικό φαρμακολογικό τους χαρακτηριστικό. Τα σύμπλοκα είναι αδιάλυτα στα λιπίδια και πολύ διαλυτά στο νερό, επομένως δεν διεισδύουν ή διεισδύουν ελάχιστα μέσω των κυτταρικών μεμβρανών και επομένως: 1) δεν απεκκρίνονται από τα έντερα. 2) η απορρόφηση των συμπλοκοποιητικών παραγόντων συμβαίνει μόνο όταν εγχέονται (μόνο η πενικιλλαμίνη λαμβάνεται από το στόμα). 3) στο σώμα, τα σύμπλοκα κυκλοφορούν κυρίως στον εξωκυττάριο χώρο. 4) η απέκκριση από το σώμα πραγματοποιείται κυρίως μέσω των νεφρών. Αυτή η διαδικασία είναι γρήγορη.

Οι ουσίες που εξαλείφουν τις επιπτώσεις των δηλητηρίων στις βιολογικές δομές και αδρανοποιούν τα δηλητήρια μέσω χημικών αντιδράσεων ονομάζονται αντίδοτα.

Ένα από τα πρώτα αντίδοτα που χρησιμοποιήθηκαν στη θεραπεία χηλίωσης είναι το British Anti-Lewisite (BAL). Το Unithiol χρησιμοποιείται επί του παρόντος:

Αυτό το φάρμακο απομακρύνει αποτελεσματικά το αρσενικό, τον υδράργυρο, το χρώμιο και το βισμούθιο από το σώμα. Τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα για δηλητηρίαση με ψευδάργυρο, κάδμιο, μόλυβδο και υδράργυρο είναι τα σύνθετα και τα σύνθετα. Η χρήση τους βασίζεται στο σχηματισμό ισχυρότερων συμπλοκών με ιόντα μετάλλων από σύμπλοκα των ίδιων ιόντων με ομάδες πρωτεϊνών, αμινοξέων και υδατανθράκων που περιέχουν θείο. Τα σκευάσματα EDTA χρησιμοποιούνται για την απομάκρυνση του μολύβδου. Η εισαγωγή μεγάλων δόσεων φαρμάκων στον οργανισμό είναι επικίνδυνη, καθώς δεσμεύουν ιόντα ασβεστίου, γεγονός που οδηγεί σε διαταραχή πολλών λειτουργιών. Επομένως, εφαρμόστε τετακίνη(CaNa 2 EDTA), το οποίο χρησιμοποιείται για την αφαίρεση μολύβδου, καδμίου, υδραργύρου, υττρίου, δημητρίου και άλλων μετάλλων σπάνιων γαιών και κοβαλτίου.

Από την πρώτη θεραπευτική χρήση της τετακίνης το 1952, αυτό το φάρμακο έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην κλινική επαγγελματικών ασθενειών και συνεχίζει να είναι ένα απαραίτητο αντίδοτο. Ο μηχανισμός δράσης της τετακίνης είναι πολύ ενδιαφέρον. Τα ιόντα-τοξικά εκτοπίζουν το συντονισμένο ιόν ασβεστίου από την τετακίνη λόγω του σχηματισμού ισχυρότερων δεσμών με το οξυγόνο και το EDTA. Το ιόν ασβεστίου, με τη σειρά του, εκτοπίζει τα δύο εναπομείναντα ιόντα νατρίου:

Η τετακίνη εισάγεται στο σώμα με τη μορφή διαλύματος 5-10%, η βάση του οποίου είναι το αλατούχο διάλυμα. Έτσι, ήδη 1,5 ώρα μετά την ενδοπεριτοναϊκή ένεση, το 15% της χορηγούμενης δόσης τετακίνης παραμένει στο σώμα, μετά από 6 ώρες - 3%, και μετά από 2 ημέρες - μόνο 0,5%. Το φάρμακο δρα αποτελεσματικά και γρήγορα όταν χρησιμοποιείται η μέθοδος εισπνοής χορήγησης τετακίνης. Απορροφάται γρήγορα και κυκλοφορεί στο αίμα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Επιπλέον, η τετακίνη χρησιμοποιείται για την προστασία από την αέρια γάγγραινα. Αναστέλλει τη δράση των ιόντων ψευδαργύρου και κοβαλτίου, τα οποία είναι ενεργοποιητές του ενζύμου λεκιθινάση, που είναι μια τοξίνη αερίου γάγγραινας.

Η δέσμευση τοξικών ουσιών από την τετακίνη σε ένα χαμηλής τοξικότητας και πιο ανθεκτικό σύμπλεγμα χηλικών ενώσεων, το οποίο δεν καταστρέφεται και αποβάλλεται εύκολα από τον οργανισμό μέσω των νεφρών, παρέχει αποτοξίνωση και ισορροπημένη τροφή μετάλλων. Κοντά σε δομή και σύνθεση σε προ-

Το paratam EDTA είναι το άλας νατρίου-ασβεστίου του διαιθυλενοτριαμίνης-πενταοξικού οξέος (CaNa 3 DTPA) - πεντακίνηκαι άλας νατρίου του διαιθυλενοτριαμινοπενταφωσφονικού οξέος (Na 6 DTPF) - τριμεφακίνη.Η πεντακίνη χρησιμοποιείται κυρίως για δηλητηρίαση με ενώσεις σιδήρου, καδμίου και μολύβδου, καθώς και για την απομάκρυνση ραδιονουκλεϊδίων (τεχνήτιο, πλουτώνιο, ουράνιο).

Άλας νατρίου του αιθυλενοδιαμινοδιισοπροπυλοφωσφονικού οξέος (СаNa 2 EDTP) φωσφικίνηχρησιμοποιείται με επιτυχία για την απομάκρυνση του υδραργύρου, του μολύβδου, του βηρυλλίου, του μαγγανίου, των ακτινιδών και άλλων μετάλλων από το σώμα. Τα σύνθετα είναι πολύ αποτελεσματικά στην απομάκρυνση ορισμένων τοξικών ανιόντων. Για παράδειγμα, το αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό αιθυλενοδιαμινο κοβάλτιο (II), το οποίο σχηματίζει ένα σύμπλοκο μικτού υποκαταστάτη με CN-, μπορεί να συνιστάται ως αντίδοτο για τη δηλητηρίαση από κυάνιο. Μια παρόμοια αρχή βασίζεται σε μεθόδους για την απομάκρυνση τοξικών οργανικών ουσιών, συμπεριλαμβανομένων των φυτοφαρμάκων που περιέχουν λειτουργικές ομάδες με άτομα δότη ικανά να αλληλεπιδρούν με το σύμπλοκο μέταλλο.

Ένα αποτελεσματικό φάρμακο είναι succimer(διμερκαπτοηλεκτρικό οξύ, διμερκαπτοηλεκτρικό οξύ, χημείο). Δεσμεύει ισχυρά σχεδόν όλα τα τοξικά (Hg, As, Pb, Cd), αλλά αφαιρεί ιόντα βιογενών στοιχείων (Cu, Fe, Zn, Co) από το σώμα, επομένως δεν χρησιμοποιείται σχεδόν ποτέ.

Τα σύνθετα που περιέχουν φώσφορο είναι ισχυροί αναστολείς του σχηματισμού κρυστάλλων των φωσφορικών αλάτων και του οξαλικού ασβεστίου. Ως αντιασβεστοποιητικό φάρμακο στη θεραπεία της ουρολιθίασης, προτείνεται το ksidifon, ένα άλας καλίου-νάτριου της OEDP. Τα διφωσφονικά, επιπλέον, σε ελάχιστες δόσεις αυξάνουν την ενσωμάτωση του ασβεστίου στον οστικό ιστό, και εμποδίζουν την παθολογική του έξοδο από τα οστά. Το HEDP και άλλα διφωσφονικά προλαμβάνουν διάφορους τύπους οστεοπόρωσης, συμπεριλαμβανομένης της νεφρικής οστεοδυστροφίας, της περιοδοντικής

ny καταστροφή, καθώς και η καταστροφή του μεταμοσχευμένου οστού σε ζώα. Η αντι-αθηροσκληρωτική δράση του HEDP έχει επίσης περιγραφεί.

Στις Η.Π.Α., ένας αριθμός διφωσφονικών ενώσεων, ιδίως το HEDP, έχει προταθεί ως φαρμακευτικά σκευάσματα για τη θεραπεία ανθρώπων και ζώων που πάσχουν από μεταστατικό καρκίνο των οστών. Ρυθμίζοντας τη διαπερατότητα της μεμβράνης, τα διφωσφονικά προάγουν τη μεταφορά των αντικαρκινικών φαρμάκων στο κύτταρο και ως εκ τούτου την αποτελεσματική θεραπεία διαφόρων ογκολογικών ασθενειών.

Ένα από τα επείγοντα προβλήματα της σύγχρονης ιατρικής είναι το έργο της ταχείας διάγνωσης διαφόρων ασθενειών. Από αυτή την άποψη, αναμφισβήτητο ενδιαφέρον είναι μια νέα κατηγορία παρασκευασμάτων που περιέχουν κατιόντα ικανά να εκτελούν τις λειτουργίες ενός ανιχνευτή - ραδιενεργή μαγνητοχαλάρωση και φθορίζουσες ετικέτες. Τα ραδιοϊσότοπα ορισμένων μετάλλων χρησιμοποιούνται ως κύρια συστατικά των ραδιοφαρμάκων. Η χηλίωση των κατιόντων αυτών των ισοτόπων με τις σύνθετες καθιστά δυνατή την αύξηση της τοξικολογικής αποδοχής τους για τον οργανισμό, τη διευκόλυνση της μεταφοράς τους και τη διασφάλιση, εντός ορισμένων ορίων, της επιλεκτικότητας της συγκέντρωσης σε διάφορα όργανα.

Αυτά τα παραδείγματα σε καμία περίπτωση δεν εξαντλούν όλη την ποικιλία των μορφών εφαρμογής συμπλεγματικών στην ιατρική. Έτσι, το άλας δικαλίου του αιθυλενοδιαμινοτετραοξικού μαγνησίου χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της περιεκτικότητας σε υγρό στους ιστούς σε παθολογία. Το EDTA χρησιμοποιείται στη σύνθεση αντιπηκτικών εναιωρημάτων που χρησιμοποιούνται στον διαχωρισμό του πλάσματος του αίματος, ως σταθεροποιητής της τριφωσφορικής αδενοσίνης στον προσδιορισμό της γλυκόζης στο αίμα, στη διαύγαση και αποθήκευση φακών επαφής. Τα διφωσφονικά χρησιμοποιούνται ευρέως στη θεραπεία των ρευματοειδών παθήσεων. Είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικά ως αντιαρθριτικοί παράγοντες σε συνδυασμό με αντιφλεγμονώδεις παράγοντες.

7.12. ΣΥΝΘΕΣΕΙΣ ΜΕ ΜΑΚΡΟΚΥΚΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ

Μεταξύ των φυσικών πολύπλοκων ενώσεων, ιδιαίτερη θέση κατέχουν τα μακροσυμπλέγματα που βασίζονται σε κυκλικά πολυπεπτίδια που περιέχουν εσωτερικές κοιλότητες ορισμένων μεγεθών, στις οποίες υπάρχουν αρκετές ομάδες που περιέχουν οξυγόνο ικανές να δεσμεύουν κατιόντα αυτών των μετάλλων, συμπεριλαμβανομένου του νατρίου και του καλίου, των οποίων οι διαστάσεις αντιστοιχούν σε διαστάσεις της κοιλότητας. Τέτοιες ουσίες, όντας σε βιολογικές

Ρύζι. 7.2.Σύμπλεγμα βαλινομυκίνης με ιόν Κ+

υλικά, παρέχουν μεταφορά ιόντων μέσω μεμβρανών και ως εκ τούτου ονομάζονται ιονοφόρα.Για παράδειγμα, η βαλινομυκίνη μεταφέρει ένα ιόν καλίου κατά μήκος της μεμβράνης (Εικ. 7.2).

Με τη βοήθεια ενός άλλου πολυπεπτιδίου - γραμμικιδίνη ΑΤα κατιόντα νατρίου μεταφέρονται μέσω του μηχανισμού αναμετάδοσης. Αυτό το πολυπεπτίδιο διπλώνεται σε έναν «σωλήνα», η εσωτερική επιφάνεια του οποίου είναι επενδεδυμένη με ομάδες που περιέχουν οξυγόνο. Το αποτέλεσμα είναι

ένα επαρκώς μακρύ υδρόφιλο κανάλι με μια ορισμένη διατομή που αντιστοιχεί στο μέγεθος του ιόντος νατρίου. Το ιόν νατρίου, εισερχόμενο στο υδρόφιλο κανάλι από τη μία πλευρά, μεταφέρεται από τη μία στις άλλες ομάδες οξυγόνου, όπως ένας αγώνας αναμετάδοσης μέσω ενός καναλιού αγωγιμότητας ιόντων.

Έτσι, ένα μόριο κυκλικού πολυπεπτιδίου έχει μια ενδομοριακή κοιλότητα, στην οποία μπορεί να εισέλθει ένα υπόστρωμα συγκεκριμένου μεγέθους και γεωμετρίας σύμφωνα με την αρχή ενός κλειδιού και μιας κλειδαριάς. Η κοιλότητα τέτοιων εσωτερικών υποδοχέων είναι επενδεδυμένη με ενεργά κέντρα (ενδουποδοχείς). Ανάλογα με τη φύση του μεταλλικού ιόντος, μπορεί να συμβεί μη ομοιοπολική αλληλεπίδραση (ηλεκτροστατική, δεσμός υδρογόνου, δυνάμεις van der Waals) με αλκαλικά μέταλλα και ομοιοπολική αλληλεπίδραση με μέταλλα αλκαλικών γαιών. Ως αποτέλεσμα αυτού, υπερμόρια- σύμπλοκα συναφή που αποτελούνται από δύο ή περισσότερα σωματίδια που συγκρατούνται μεταξύ τους από διαμοριακές δυνάμεις.

Οι πιο συνηθισμένοι στη ζωντανή φύση είναι οι τετράδοντοι μακρόκυκλοι - οι πορφίνες και τα κορρινοειδή κοντά τους στη δομή.Σχηματικά, ο τετραοδοντικός κύκλος μπορεί να αναπαρασταθεί με την ακόλουθη μορφή (Εικ. 7.3), όπου τα τόξα σημαίνουν τον ίδιο τύπο αλυσίδων άνθρακα που συνδέουν άτομα αζώτου δότη σε έναν κλειστό κύκλο. Τα R1, R2, R3, P4 είναι ρίζες υδρογονάνθρακα. M n+ - ιόν μετάλλου: σε ιόν Mg 2+ χλωροφύλλη, σε ιόν Fe 2+ αιμοσφαιρίνη, σε ιόν Cu 2+ αιμοκυανίνης, σε ιόν βιταμίνης Β 12 (κοβαλαμίνη) Co 3+.

Τα άτομα αζώτου του δότη βρίσκονται στις γωνίες του τετραγώνου (που υποδεικνύεται από τη διακεκομμένη γραμμή). Είναι στενά συντονισμένα στο χώρο. Να γιατί

οι πορφυρίνες και τα κορινοειδή σχηματίζουν ισχυρά σύμπλοκα με κατιόντα διαφόρων στοιχείων και ακόμη και μέταλλα αλκαλικών γαιών. Είναι σημαντικό ότι Ανεξάρτητα από την οδοντοστοιχία του συνδέτη, ο χημικός δεσμός και η δομή του συμπλόκου προσδιορίζονται από άτομα δότη.Για παράδειγμα, τα σύμπλοκα χαλκού με NH 3, αιθυλενοδιαμίνη και πορφυρίνη έχουν την ίδια τετραγωνική δομή και παρόμοια ηλεκτρονική διαμόρφωση. Αλλά οι πολυοδοντωτοί συνδέτες συνδέονται με μεταλλικά ιόντα πολύ πιο ισχυρά από τους μονοοδοντωτούς συνδέτες.

Ρύζι. 7.3.Τετραοδοντικός μακρόκυκλος

με τα ίδια άτομα δότη. Η ισχύς των συμπλοκών αιθυλενοδιαμίνης είναι 8-10 τάξεις μεγέθους μεγαλύτερη από την ισχύ των ίδιων μετάλλων με την αμμωνία.

Τα βιοοργανικά σύμπλοκα ιόντων μετάλλων με πρωτεΐνες ονομάζονται βιοσυστάδες -σύμπλοκα ιόντων μετάλλων με μακροκυκλικές ενώσεις (Εικ. 7.4).

Ρύζι. 7.4.Σχηματική αναπαράσταση της δομής βιοσυστάδων ορισμένων μεγεθών συμπλεγμάτων πρωτεϊνών με ιόντα d-στοιχείων. Τύποι αλληλεπιδράσεων ενός μορίου πρωτεΐνης. M n+ - ενεργό κέντρο μεταλλικού ιόντος

Υπάρχει μια κοιλότητα στο εσωτερικό του βιοσυμπλέγματος. Περιλαμβάνει ένα μέταλλο που αλληλεπιδρά με άτομα δότη των συνδετικών ομάδων: OH - , SH - , COO - , -NH 2 , πρωτεΐνες, αμινοξέα. Το πιο διάσημο μέταλλο-

(ανθρακική ανυδράση, οξειδάση ξανθίνης, κυτοχρώματα) είναι βιοσυστάδες των οποίων οι κοιλότητες σχηματίζουν κέντρα ενζύμων που περιέχουν Zn, Mo, Fe, αντίστοιχα.

7.13. ΠΟΛΥΣΥΜΠΛΕΓΜΑΤΑ

Ετεροσθενή και ετεροπυρηνικά σύμπλοκα

Τα σύμπλοκα, τα οποία περιλαμβάνουν πολλά κεντρικά άτομα ενός ή διαφορετικών στοιχείων, ονομάζονται πολλαπλών πυρήνων.Η πιθανότητα σχηματισμού πολυπυρηνικών συμπλεγμάτων καθορίζεται από την ικανότητα ορισμένων προσδεμάτων να δεσμεύονται σε δύο ή τρία μεταλλικά ιόντα. Τέτοιοι υποκαταστάτες ονομάζονται γέφυρα.Αντίστοιχα γέφυραονομάζονται συμπλέγματα. Κατ 'αρχήν, οι γέφυρες ενός ατόμου είναι επίσης δυνατές, για παράδειγμα:

Χρησιμοποιούν μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων που ανήκουν στο ίδιο άτομο. Ο ρόλος των γεφυρών μπορεί να παίξει πολυατομικοί συνδέτες.Σε τέτοιες γέφυρες, χρησιμοποιούνται μη κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων που ανήκουν σε διαφορετικά άτομα. πολυατομικός συνδετήρας.

Α.Α. Grinberg και F.M. Ο Filinov μελέτησε ενώσεις γεφύρωσης της σύνθεσης, στις οποίες ο συνδέτης δεσμεύει σύνθετες ενώσεις του ίδιου μετάλλου, αλλά σε διαφορετικές καταστάσεις οξείδωσης. Τους κάλεσε ο G. Taube σύμπλοκα μεταφοράς ηλεκτρονίων.Διερεύνησε τις αντιδράσεις μεταφοράς ηλεκτρονίων μεταξύ των κεντρικών ατόμων διαφόρων μετάλλων. Συστηματικές μελέτες της κινητικής και του μηχανισμού των οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων έχουν οδηγήσει στο συμπέρασμα ότι η μεταφορά ενός ηλεκτρονίου μεταξύ δύο συμπλεγμάτων είναι

προχωρά μέσω της προκύπτουσας γέφυρας συνδέτη. Η ανταλλαγή ενός ηλεκτρονίου μεταξύ 2 + και 2 + λαμβάνει χώρα μέσω του σχηματισμού ενός συμπλέγματος ενδιάμεσης γέφυρας (Εικ. 7.5). Η μεταφορά ηλεκτρονίων λαμβάνει χώρα μέσω του συνδετήρα γεφύρωσης χλωρίου, που καταλήγει στο σχηματισμό συμπλοκών 2+. 2+.

Ρύζι. 7.5.Μεταφορά ηλεκτρονίων σε ενδιάμεσο πολυπυρηνικό σύμπλεγμα

Μια ευρεία ποικιλία πολυπυρηνικών συμπλοκών έχει ληφθεί μέσω της χρήσης οργανικών προσδεμάτων που περιέχουν αρκετές ομάδες δότη. Η συνθήκη για το σχηματισμό τους είναι μια τέτοια διάταξη ομάδων δότη στον συνδέτη που δεν επιτρέπει το κλείσιμο των χηλικών κύκλων. Δεν είναι ασυνήθιστο για έναν συνδετήρα να κλείνει τον κύκλο χηλικής ένωσης και ταυτόχρονα να λειτουργεί ως γέφυρα.

Η ενεργός αρχή της μεταφοράς ηλεκτρονίων είναι μέταλλα μετάπτωσης που εμφανίζουν αρκετές σταθερές καταστάσεις οξείδωσης. Αυτό δίνει ιόντα τιτανίου, σιδήρου και χαλκού ιδανικές ιδιότητες φορέα ηλεκτρονίων. Το σύνολο επιλογών για το σχηματισμό ετεροσθενών (HVA) και ετεροπυρηνικών συμπλεγμάτων (HNC) με βάση το Ti και το Fe φαίνεται στο Σχ. 3. 7.6.

αντίδραση

Καλείται η αντίδραση (1). διασταυρούμενη αντίδραση.Στις αντιδράσεις ανταλλαγής, το ενδιάμεσο θα είναι ετεροσθενή σύμπλοκα. Όλα τα θεωρητικά πιθανά σύμπλοκα σχηματίζονται στην πραγματικότητα σε διάλυμα υπό ορισμένες συνθήκες, κάτι που αποδεικνύεται από διάφορες φυσικοχημικές μελέτες.

Ρύζι. 7.6.Σχηματισμός ετεροσθενών συμπλοκών και ετεροπυρηνικών συμπλοκών που περιέχουν Ti και Fe

μεθόδους. Για να πραγματοποιηθεί μεταφορά ηλεκτρονίων, τα αντιδρώντα πρέπει να βρίσκονται σε καταστάσεις κοντινές σε ενέργεια. Αυτή η απαίτηση ονομάζεται αρχή Franck-Condon. Η μεταφορά ηλεκτρονίων μπορεί να συμβεί μεταξύ ατόμων του ίδιου στοιχείου μετάπτωσης, τα οποία βρίσκονται σε διαφορετικούς βαθμούς οξείδωσης HWC, ή διαφορετικών στοιχείων HJC, η φύση των μεταλλικών κέντρων των οποίων είναι διαφορετική. Αυτές οι ενώσεις μπορούν να οριστούν ως σύμπλοκα μεταφοράς ηλεκτρονίων. Είναι βολικοί φορείς ηλεκτρονίων και πρωτονίων σε βιολογικά συστήματα. Η προσθήκη και η απελευθέρωση ενός ηλεκτρονίου προκαλεί αλλαγές μόνο στην ηλεκτρονική διαμόρφωση του μετάλλου, χωρίς να αλλάζει η δομή του οργανικού συστατικού του συμπλέγματος.Όλα αυτά τα στοιχεία έχουν αρκετές σταθερές καταστάσεις οξείδωσης (Ti +3 και +4, Fe +2 και +3, Cu +1 και +2). Κατά τη γνώμη μας, σε αυτά τα συστήματα αποδίδεται από τη φύση του ένας μοναδικός ρόλος διασφάλισης της αναστρεψιμότητας των βιοχημικών διεργασιών με ελάχιστο ενεργειακό κόστος. Οι αναστρέψιμες αντιδράσεις περιλαμβάνουν αντιδράσεις που έχουν θερμοδυναμικές και θερμοχημικές σταθερές από 10 -3 έως 10 3 και με μικρή τιμή ΔG o και Ε οδιαδικασίες. Υπό αυτές τις συνθήκες, οι αρχικές ουσίες και τα προϊόντα αντίδρασης μπορεί να είναι σε συγκρίσιμες συγκεντρώσεις. Κατά την αλλαγή τους σε ένα συγκεκριμένο εύρος, είναι εύκολο να επιτευχθεί η αναστρεψιμότητα της διαδικασίας, επομένως, στα βιολογικά συστήματα, πολλές διεργασίες είναι ταλαντευτικής (κυματικής) φύσης. Τα συστήματα οξειδοαναγωγής που περιέχουν τα παραπάνω ζεύγη καλύπτουν ένα ευρύ φάσμα δυναμικών, γεγονός που τους επιτρέπει να εισέλθουν σε αλληλεπιδράσεις που συνοδεύονται από μέτριες αλλαγές στο Δ ΠηγαίνωΚαι E°, με πολλά υποστρώματα.

Η πιθανότητα σχηματισμού HVA και HJA αυξάνεται σημαντικά όταν το διάλυμα περιέχει δυνητικά γεφυροποιητικούς συνδέτες, π.χ. μόρια ή ιόντα (αμινοξέα, υδροξυοξέα, σύνθετες κ.λπ.) ικανά να συνδέουν δύο μεταλλικά κέντρα ταυτόχρονα. Η πιθανότητα μετατόπισης ενός ηλεκτρονίου στο HWC συμβάλλει στη μείωση της συνολικής ενέργειας του συμπλέγματος.

Πιο ρεαλιστικά, το σύνολο των πιθανών επιλογών για το σχηματισμό HWC και HJA, στις οποίες η φύση των μεταλλικών κέντρων είναι διαφορετική, φαίνεται στο Σχ. 7.6. Μια λεπτομερής περιγραφή του σχηματισμού HVA και HNA και ο ρόλος τους στα βιοχημικά συστήματα εξετάζονται στις εργασίες του A.N. Glebova (1997). Τα ζεύγη οξειδοαναγωγής πρέπει να προσαρμοστούν δομικά μεταξύ τους, τότε η μεταφορά καθίσταται δυνατή. Επιλέγοντας τα συστατικά του διαλύματος, μπορεί κανείς να «επιμηκύνει» την απόσταση στην οποία μεταφέρεται ένα ηλεκτρόνιο από τον αναγωγικό παράγοντα στον οξειδωτικό παράγοντα. Με μια συντονισμένη κίνηση σωματιδίων, ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να μεταφερθεί σε μεγάλες αποστάσεις από τον κυματικό μηχανισμό. Ως «διάδρομος» μπορεί να είναι μια ενυδατωμένη πρωτεϊνική αλυσίδα κλπ. Η πιθανότητα μεταφοράς ηλεκτρονίων σε απόσταση έως 100Α είναι μεγάλη. Το μήκος του "διαδρόμου" μπορεί να αυξηθεί με πρόσθετα (ιόντα μετάλλων αλκαλίων, ηλεκτρολύτες υποστήριξης). Αυτό ανοίγει μεγάλες ευκαιρίες στον τομέα του ελέγχου της σύνθεσης και των ιδιοτήτων των HWC και HJA. Στις λύσεις, παίζουν το ρόλο ενός είδους «μαύρου κουτιού» γεμάτου με ηλεκτρόνια και πρωτόνια. Ανάλογα με τις περιστάσεις, μπορεί να τα δώσει σε άλλα εξαρτήματα ή να αναπληρώσει τα «αποθέματά» του. Η αναστρεψιμότητα των αντιδράσεων που τις περιλαμβάνουν καθιστά δυνατή την επανειλημμένη συμμετοχή σε κυκλικές διεργασίες. Τα ηλεκτρόνια μετακινούνται από το ένα μεταλλικό κέντρο στο άλλο, ταλαντώνονται μεταξύ τους. Το σύνθετο μόριο παραμένει ασύμμετρο και μπορεί να λάβει μέρος σε διεργασίες οξειδοαναγωγής. Το HWC και το HJAC συμμετέχουν ενεργά σε ταλαντωτικές διεργασίες σε βιολογικά μέσα. Αυτός ο τύπος αντίδρασης ονομάζεται ταλαντωτικές αντιδράσεις.Βρίσκονται στην ενζυματική κατάλυση, στη σύνθεση πρωτεϊνών και σε άλλες βιοχημικές διεργασίες που συνοδεύουν βιολογικά φαινόμενα. Αυτές περιλαμβάνουν περιοδικές διεργασίες κυτταρικού μεταβολισμού, κύματα δραστηριότητας στον καρδιακό ιστό, στον εγκεφαλικό ιστό και διεργασίες που συμβαίνουν σε επίπεδο οικολογικών συστημάτων. Ένα σημαντικό στάδιο του μεταβολισμού είναι η διάσπαση του υδρογόνου από τα θρεπτικά συστατικά. Σε αυτή την περίπτωση, τα άτομα υδρογόνου περνούν στην ιοντική κατάσταση και τα ηλεκτρόνια που διαχωρίζονται από αυτά εισέρχονται στην αναπνευστική αλυσίδα και δίνουν την ενέργειά τους στο σχηματισμό του ATP. Όπως έχουμε διαπιστώσει, τα συμπλεγματικά τιτανίου είναι ενεργοί φορείς όχι μόνο ηλεκτρονίων, αλλά και πρωτονίων. Η ικανότητα των ιόντων τιτανίου να εκπληρώνουν το ρόλο τους στο ενεργό κέντρο ενζύμων όπως οι καταλάσες, οι υπεροξειδάσες και τα κυτοχρώματα καθορίζεται από την υψηλή ικανότητα σχηματισμού συμπλόκου, το σχηματισμό συντονισμένης γεωμετρίας ιόντων, το σχηματισμό πολυπυρηνικών HVA και HJA διαφόρων συνθέσεων και ιδιότητες σε συνάρτηση με το pH, τη συγκέντρωση του μεταβατικού στοιχείου Ti και του οργανικού συστατικού του συμπλόκου, τη μοριακή τους αναλογία. Αυτή η ικανότητα εκδηλώνεται με αύξηση της επιλεκτικότητας του συμπλόκου

σε σχέση με υποστρώματα, προϊόντα μεταβολικών διεργασιών, ενεργοποίηση δεσμών στο σύμπλοκο (ένζυμο) και στο υπόστρωμα μέσω συντονισμού και αλλαγής του σχήματος του υποστρώματος σύμφωνα με τις στερικές απαιτήσεις του ενεργού κέντρου.

Οι ηλεκτροχημικοί μετασχηματισμοί στο σώμα που σχετίζονται με τη μεταφορά ηλεκτρονίων συνοδεύονται από μια αλλαγή στον βαθμό οξείδωσης των σωματιδίων και την εμφάνιση δυναμικού οξειδοαναγωγής στο διάλυμα. Ένας μεγάλος ρόλος σε αυτούς τους μετασχηματισμούς ανήκει στα πολυπυρηνικά σύμπλοκα HVA και HNA. Είναι ενεργοί ρυθμιστές των διεργασιών των ελεύθερων ριζών, ένα σύστημα για τη χρήση ενεργών ειδών οξυγόνου, υπεροξειδίου του υδρογόνου, οξειδωτικών παραγόντων, ριζών και εμπλέκονται στην οξείδωση των υποστρωμάτων, καθώς και στη διατήρηση της αντιοξειδωτικής ομοιόστασης, στην προστασία του οργανισμού από τις οξειδωτικές στρες.Η ενζυματική τους δράση στα βιοσυστήματα είναι παρόμοια με τα ένζυμα (κυτοχρώματα, υπεροξειδική δισμουτάση, καταλάση, υπεροξειδάση, αναγωγάση γλουταθειόνης, αφυδρογονάσες). Όλα αυτά υποδεικνύουν υψηλές αντιοξειδωτικές ιδιότητες των συμπλοκοποιητικών στοιχείων μετάπτωσης.

7.14. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΓΙΑ ΑΥΤΟΕΛΕΓΧΟ ΕΤΟΙΜΙΑΣ ΓΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ

1. Να δώσετε την έννοια των σύνθετων ενώσεων. Σε τι διαφέρουν από τα διπλά άλατα και τι κοινό έχουν;

2. Φτιάξτε τύπους πολύπλοκων ενώσεων σύμφωνα με την ονομασία τους: διυδροξοτετραχλωρολευκοχρυσικό αμμώνιο (IV), τριαμμιντρινιτροκοβάλτιο (III), δώστε τα χαρακτηριστικά τους. υποδεικνύουν τη σφαίρα εσωτερικού και εξωτερικού συντονισμού· το κεντρικό ιόν και ο βαθμός οξείδωσής του: προσδέματα, ο αριθμός και η πυκνότητά τους. τη φύση των συνδέσεων. Γράψτε την εξίσωση διάστασης σε υδατικό διάλυμα και την έκφραση για τη σταθερά σταθερότητας.

3. Γενικές ιδιότητες σύνθετων ενώσεων, διάσταση, σταθερότητα συμπλοκών, χημικές ιδιότητες συμπλοκών.

4. Πώς χαρακτηρίζεται η αντιδραστικότητα των συμπλόκων από θερμοδυναμικές και κινητικές θέσεις;

5. Ποια αμινο σύμπλοκα θα είναι πιο ανθεκτικά από τον τετρααμινο-χαλκό (II), και ποια θα είναι λιγότερο ανθεκτικά;

6. Δώστε παραδείγματα μακροκυκλικών συμπλοκών που σχηματίζονται από ιόντα μετάλλων αλκαλίων. ιόντα d-στοιχείων.

7. Με ποια βάση ταξινομούνται τα σύμπλοκα ως χηλικά; Δώστε παραδείγματα χηλικών και μη χηλικών συμπλόκων ενώσεων.

8. Χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του γλυκινικού χαλκού, δώστε την έννοια των ενδοσύνθετων ενώσεων. Γράψτε τον συντακτικό τύπο του συμπλεκτονικού μαγνησίου με αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό οξύ σε μορφή νατρίου.

9. Δώστε ένα σχηματικό δομικό θραύσμα οποιουδήποτε πολυπυρηνικού συμπλέγματος.

10. Ορίστε τα πολυπυρηνικά, ετεροπυρηνικά και ετεροσθενή σύμπλοκα. Ο ρόλος των μετάλλων μετάπτωσης στο σχηματισμό τους. Ο βιολογικός ρόλος αυτών των συστατικών.

11. Τι είδη χημικών δεσμών συναντάμε σε σύνθετες ενώσεις;

12. Καταγράψτε τους κύριους τύπους υβριδισμού ατομικών τροχιακών που μπορεί να συμβεί στο κεντρικό άτομο του συμπλέγματος. Ποια είναι η γεωμετρία του συμπλέγματος ανάλογα με τον τύπο του υβριδισμού;

13. Με βάση την ηλεκτρονική δομή των ατόμων των στοιχείων των μπλοκ s-, p- και d, συγκρίνετε την ικανότητα σχηματισμού συμπλόκου και τη θέση τους στη χημεία των συμπλεγμάτων.

14. Ορίστε τα σύνθετα και τα σύνθετα. Δώστε παραδείγματα από τα πιο χρησιμοποιούμενα στη βιολογία και την ιατρική. Δώστε τις θερμοδυναμικές αρχές στις οποίες βασίζεται η θεραπεία χηλίωσης. Η χρήση σύνθετων για την εξουδετέρωση και αποβολή των ξενοβιοτικών από τον οργανισμό.

15. Εξετάστε τις κύριες περιπτώσεις παραβίασης της ομοιόστασης μετάλλου-συνδέτη στο ανθρώπινο σώμα.

16. Δώστε παραδείγματα βιοσύνθετων ενώσεων που περιέχουν σίδηρο, κοβάλτιο, ψευδάργυρο.

17. Παραδείγματα ανταγωνιστικών διαδικασιών που περιλαμβάνουν αιμοσφαιρίνη.

18. Ο ρόλος των μεταλλικών ιόντων στα ένζυμα.

19. Εξηγήστε γιατί για το κοβάλτιο σε σύμπλοκα με σύνθετους υποκαταστάτες (πολυοδοντωτό) η κατάσταση οξείδωσης +3 είναι πιο σταθερή και στα συνηθισμένα άλατα, όπως αλογονίδια, θειικά, νιτρικά, η κατάσταση οξείδωσης είναι +2;

20. Για τον χαλκό χαρακτηριστικές είναι οι καταστάσεις οξείδωσης +1 και +2. Μπορεί ο χαλκός να καταλύσει τις αντιδράσεις μεταφοράς ηλεκτρονίων;

21. Μπορεί ο ψευδάργυρος να καταλύσει αντιδράσεις οξειδοαναγωγής;

22. Ποιος είναι ο μηχανισμός δράσης του υδραργύρου ως δηλητηρίου;

23. Αναφέρετε το οξύ και τη βάση στην αντίδραση:

AgNO 3 + 2NH 3 \u003d NO 3.

24. Εξηγήστε γιατί το άλας καλίου-νάτριου του υδροξυαιθυλιδενοδιφωσφονικού οξέος και όχι το HEDP χρησιμοποιείται ως φάρμακο.

25. Πώς πραγματοποιείται η μεταφορά ηλεκτρονίων στο σώμα με τη βοήθεια μεταλλικών ιόντων, που αποτελούν μέρος των βιοσύνθετων ενώσεων;

7.15. ΤΕΣΤ

1. Η κατάσταση οξείδωσης του κεντρικού ατόμου στο σύμπλοκο ιόν είναι 2- είναι ίσο με:

α)-4;

β) +2;

στο 2?

δ) +4.

2. Το πιο σταθερό σύμπλοκο ιόν:

α) 2-, Kn = 8,5x10 -15;

β) 2-, Kn = 1,5x10 -30;

γ) 2-, Kn = 4x10 -42;

δ) 2-, Kn = 1x10 -21.

3. Το διάλυμα περιέχει 0,1 mol της ένωσης PtCl 4 4NH 3. Αντιδρώντας με AgNO 3, σχηματίζει 0,2 mol ιζήματος AgCl. Δώστε στην αρχική ουσία τον τύπο συντονισμού:

α)Cl;

β) Cl3;

γ) Cl2;

δ) Cl 4 .

4. Ποιο είναι το σχήμα των συμπλεγμάτων που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα sp 3 d 2-gi- αναπαραγωγή?

1) τετράεδρο?

2) τετράγωνο?

4) τριγωνική διπυραμίδα?

5) γραμμικό.

5. Επιλέξτε τον τύπο για την ένωση θειικό πεντααμμινοχλωροκοβάλτιο (III):

α) Να 3 ;

6) [CoCl2 (NH3) 4]Cl;

γ) K2 [Co(SCN) 4];

δ) SO 4 ;

ε) [Συν(Η 2 O) 6 ] C1 3 .

6. Ποιοι υποκαταστάτες είναι πολυοδοντωτοί;

α) C1 -;

β) Η2Ο;

γ) αιθυλενοδιαμίνη;

δ) NH3;

ε) SCN - .

7. Οι σύνθετοι παράγοντες είναι:

α) άτομα δότη ζεύγους ηλεκτρονίων.

γ) άτομα- και ιόντα-δέκτες ζευγών ηλεκτρονίων.

δ) άτομα- και ιόντα-δότες ζευγών ηλεκτρονίων.

8. Τα στοιχεία με τη μικρότερη ικανότητα σύνθετου χαρακτήρα είναι:

όπως και; γ) δ;

σι) Π; δ) στ

9. Ligands είναι:

α) Μόρια δότη ζευγών ηλεκτρονίων.

β) ιόντα-δέκτες ζευγών ηλεκτρονίων.

γ) μόρια- και ιόντα-δότες ζευγών ηλεκτρονίων.

δ) μόρια- και ιόντα-δέκτες ζευγών ηλεκτρονίων.

10. Επικοινωνία στη σφαίρα εσωτερικού συντονισμού του συγκροτήματος:

α) ομοιοπολική ανταλλαγή.

β) ομοιοπολικός δότης-δέκτης.

γ) ιοντικό;

δ) υδρογόνο.

11. Ο καλύτερος παράγοντας συμπλοκοποίησης θα είναι:

Όπως γνωρίζετε, τα μέταλλα τείνουν να χάνουν ηλεκτρόνια και, ως εκ τούτου, να σχηματίζονται. Τα θετικά φορτισμένα μεταλλικά ιόντα μπορούν να περιβάλλονται από ανιόντα ή ουδέτερα μόρια, σχηματίζοντας σωματίδια που ονομάζονται περιεκτικόςκαι ικανό για ανεξάρτητη ύπαρξη σε κρύσταλλο ή διάλυμα. Και οι ενώσεις που περιέχουν πολύπλοκα σωματίδια στους κόμβους των κρυστάλλων τους ονομάζονται σύνθετες ενώσεις.

Δομή σύνθετων ενώσεων

1. Οι περισσότερες σύνθετες ενώσεις έχουν εσωτερικές και εξωτερικές σφαίρες . Κατά τη σύνταξη των χημικών τύπων σύνθετων ενώσεων, η εσωτερική σφαίρα περικλείεται σε αγκύλες. Για παράδειγμα, στις σύνθετες ενώσεις K και Cl 2, η εσωτερική σφαίρα είναι οι ομάδες ατόμων (συμπλέγματα) - - και 2+, και η εξωτερική σφαίρα είναι τα ιόντα K + και Cl - αντίστοιχα.
2. Κεντρικό άτομο ή ιόνλέγεται η εσωτερική σφαίρα παράγοντας συμπλοκοποίησης. Συνήθως, τα μεταλλικά ιόντα με επαρκή ποσότητα ελεύθερων δρουν ως παράγοντες συμπλοκοποίησης - αυτά είναι στοιχεία p-, d-, f-: Cu 2+, Pt 2+, Pt 4+, Ag +, Zn 2+, Al 3+ , κλπ. Μπορεί όμως να είναι και άτομα στοιχείων που σχηματίζουν αμέταλλα. Το φορτίο του παράγοντα συμπλοκοποίησης είναι συνήθως θετικό, αλλά μπορεί επίσης να είναι αρνητικό ή μηδενικό και ίσο με το άθροισμα των φορτίων όλων των άλλων ιόντων. Στα παραπάνω παραδείγματα, οι παράγοντες συμπλοκοποίησης είναι ιόντα Al3+ και Ca2+.

1. Ο συμπλοκοποιητικός παράγοντας περιβάλλεταικαι συνδέεται με ιόντα αντίθετου προσήμου ή ουδέτερα μόρια, τα λεγόμενα συνδέτες. Ανιόντα όπως F - , OH - , CN - , CNS - , NO 2 - , CO 3 2- , C 2 O 4 2- , κ.λπ., ή ουδέτερα μόρια H 2 O, μπορούν να δράσουν ως συνδέτες σε σύνθετες ενώσεις, NH 3, CO, NO, κ.λπ. Στα παραδείγματά μας, αυτά είναι ιόντα ΟΗ - και μόρια NH 3. Ο αριθμός των προσδεμάτων σε διάφορες σύνθετες ενώσεις κυμαίνεται από 2 έως 12. Και ο ίδιος ο αριθμός των προσδεμάτων (ο αριθμός των δεσμών σίγμα) ονομάζεται αριθμός συντονισμού (c.h.) του παράγοντα συμπλοκοποίησης.Στα εξεταζόμενα παραδείγματα, c.ch. ισούται με 4 και 8.

1. Σύνθετη χρέωση(εσωτερική σφαίρα) ορίζεται ως το άθροισμα των φορτίων του παράγοντα συμπλοκοποίησης και των προσδεμάτων.
2. εξωτερική σφαίρασχηματίζουν ιόντα που συνδέονται με το σύμπλοκο με ιοντικούς ή διαμοριακούς δεσμούς και έχουν φορτίο του οποίου το πρόσημο είναι αντίθετο από αυτό του φορτίου του παράγοντα συμπλοκοποίησης. Η αριθμητική τιμή του φορτίου της εξωτερικής σφαίρας συμπίπτει με την αριθμητική τιμή του φορτίου της εσωτερικής σφαίρας. Στον τύπο μιας σύνθετης ένωσης, γράφονται σε αγκύλες. Η εξωτερική σφαίρα μπορεί ακόμη και να απουσιάζει εάν η εσωτερική σφαίρα είναι ουδέτερη. Στα παραδείγματα που δίνονται, η εξωτερική σφαίρα σχηματίζεται από 1 K + ιόν και 2 Cl - ιόντα, αντίστοιχα.

Ταξινόμηση σύνθετων ενώσεων

Με βάση διαφορετικές αρχές, οι σύνθετες ενώσεις μπορούν να ταξινομηθούν με διαφορετικούς τρόπους:

1. Με ηλεκτρικό φορτίο: κατιονικά, ανιονικά και ουδέτερα σύμπλοκα.

• Συμπλέγματα κατιόντων έχουν θετικό φορτίο και σχηματίζονται εάν ουδέτερα μόρια συντονίζονται γύρω από ένα θετικό ιόν. Για παράδειγμα, Cl 3, Cl 2
• Σύμπλεγμα ανιόντωνμικρόέχουν αρνητικό φορτίο και σχηματίζονται αν άτομα με αρνητικά συντονίζονται γύρω από ένα θετικό ιόν. Για παράδειγμα, K, K 2
• Ουδέτερα συμπλέγματα έχουν μηδενικό φορτίο και καμία εξωτερική σφαίρα. Μπορούν να σχηματιστούν με συντονισμό γύρω από ένα άτομο μορίων, καθώς και με ταυτόχρονο συντονισμό γύρω από ένα κεντρικό θετικά φορτισμένο ιόν αρνητικών ιόντων και μορίων.

1. Με τον αριθμό των σύνθετων παραγόντων

• μονοπύρηνος - το σύμπλοκο περιέχει ένα κεντρικό άτομο, για παράδειγμα, K 2
• πολλαπλών πυρήνωνμι- το σύμπλοκο περιέχει δύο ή περισσότερα κεντρικά άτομα, για παράδειγμα,

1. Ανά τύπο συνδέτη

• Ενυδατώνει – περιέχουν υδάτινα σύμπλοκα, δηλ. τα μόρια του νερού λειτουργούν ως συνδέτες. Για παράδειγμα, Br 3, Br 2
• Αμμωνία - περιέχουν σύμπλοκα αμίνης, στα οποία τα μόρια αμμωνίας (NH 3) δρουν ως συνδέτες. Για παράδειγμα, Cl2, Cl
• καρβονύλια – σε τέτοιες πολύπλοκες ενώσεις, τα μόρια του μονοξειδίου του άνθρακα δρουν ως συνδέτες. Για παράδειγμα, , .
• οξεοσύμπλεγμα - σύμπλοκες ενώσεις που περιέχουν όξινα υπολείμματα τόσο οξυγονούχων όσο και ανοξικών οξέων ως συνδέτες (F -, Cl -, Br -, I -, CN -, NO 2 -, SO 4 2-, PO 4 3-, κ.λπ., όπως καθώς και OH-). Για παράδειγμα, K 4 , Na 2
• Υδροξοσύμπλεγμα - σύνθετες ενώσεις στις οποίες ιόντα υδροξειδίου δρουν ως συνδέτες: K 2, Cs 2

Οι σύνθετες ενώσεις μπορεί να περιέχουν συνδέτες που ανήκουν σε διάφορες κατηγορίες της παραπάνω ταξινόμησης. Για παράδειγμα: K, Br

1. Με χημικές ιδιότητες: οξέα, βάσεις, άλατα, μη ηλεκτρολύτες:

• οξέα — Η, Η2
• Θεμέλια - (ΟΗ) 2,ΟΗ
• άλας — Cs 3, Cl 2
• Μη ηλεκτρολύτες —

1. Σύμφωνα με τον αριθμό των θέσεων που καταλαμβάνει ο συνδέτης στη σφαίρα συντονισμού

Στη σφαίρα συντονισμού, οι συνδέτες μπορούν να καταλάβουν μία ή περισσότερες θέσεις, δηλ. σχηματίζουν έναν ή περισσότερους δεσμούς με το κεντρικό άτομο. Σε αυτή τη βάση διακρίνουν:

• Μονοδοντικοί συνδέτες - πρόκειται για συνδέτες όπως μόρια H 2 O, NH 3, CO, NO κ.λπ. και κανένα CN - , F - , Cl - , OH - , SCN - , κ.λπ.
• Διπλωματικά προσδέματα . Αυτός ο τύπος συνδέτη περιλαμβάνει ιόντα H 2 N-CH 2 -COO -, CO 3 2-, SO 4 2-, S 2 O 3 2-, ένα μόριο αιθυλενοδιαμίνης H 2 N-CH 2 - CH 2 - H 2 N ( συντομογραφία en).
• Πολυοδοντικά προσδέματα . Αυτοί είναι, για παράδειγμα, οργανικοί συνδέτες που περιέχουν διάφορες ομάδες - CN ή -COOH (EDTA). Μερικοί πολυοδοντικοί συνδέτες είναι ικανοί να σχηματίζουν κυκλικά σύμπλοκα που ονομάζονται χηλικά (για παράδειγμα, αιμοσφαιρίνη, χλωροφύλλη κ.λπ.)

Ονοματολογία σύνθετων ενώσεων

Να κάψει ο τύπος της σύνθετης ένωσης,πρέπει να θυμόμαστε ότι, όπως κάθε ιοντική ένωση, πρώτα γράφεται ο τύπος κατιόντων και μετά ο τύπος ανιόντων. Σε αυτή την περίπτωση, ο τύπος του συμπλέγματος γράφεται σε αγκύλες, όπου γράφεται πρώτα ο παράγοντας συμπλοκοποίησης και μετά οι συνδέτες.

Και εδώ είναι μερικοί κανόνες, ακολουθώντας τους οποίους δεν θα είναι δύσκολο να συνθέσετε το όνομα μιας σύνθετης ένωσης:

1. Στα ονόματα σύνθετων ενώσεων, καθώς και ιοντικών αλάτων, πρώτο παρατίθεται το ανιόν, ακολουθούμενο από το κατιόν.
2. Στο όνομα του συγκροτήματος καταγράφονται πρώτα οι συνδέτες και μετά ο παράγοντας συμπλοκοποίησης. Οι συνδέτες παρατίθενται με αλφαβητική σειρά.
3. Οι ουδέτεροι συνδέτες έχουν το ίδιο όνομα με τα μόρια, η απόληξη προστίθεται σε ανιονικούς συνδέτες -Ο.Ο παρακάτω πίνακας παραθέτει τα ονόματα των πιο κοινών προσδεμάτων.

συνδέτης	Όνομα συνδέτη	συνδέτης	Όνομα συνδέτη
en	αιθυλενοδιαμίνη	Ο 2-	Okso
H2O	Aqua	H-	Hydrido
NH3	Ammin	Η+	Hydro
CO	Καρβονύλιο	ω-	υδροξο
ΟΧΙ	Nitrosyl	SO 4 2-	Σουλφάτο
ΟΧΙ-	Nitroso	CO 3 2-	carbonato
ΟΧΙ 2 -	Nitro	CN-	Κυανό
N 3 -	Αζίντο	NCS-	Thiocionato
Cl-	Chloro	C 2 O 4 2-	Οξάλατο
br-	Bromo

1. Εάν ο αριθμός των προσδεμάτων είναι μεγαλύτερος από έναν, τότε ο αριθμός τους υποδεικνύεται με ελληνικά προθέματα:

2-δι-, 3-τρι-, 4-τετρα-, 5-πεντα-, 6-εξα-, 7-επτα-, 8-οκτα-, 9-νονα-, 10-δεκα-.

Εάν το ίδιο το όνομα του συνδετήρα περιέχει ήδη ένα ελληνικό πρόθεμα, τότε το όνομα του συνδετήρα γράφεται σε παρενθέσεις και προστίθεται ένα πρόθεμα του τύπου:

2-δις-, 3-τρις-, 4-τετράκης-, 5-πεντάκης-, 6-εξάκης-.

Για παράδειγμα, η ένωση Cl 3 ονομάζεται τρις(αιθυλενοδιαμίνη)κοβάλτιο(III).

1. Τα ονόματα των μιγαδικών ανιόντων τελειώνουν κατάληξη - στο
2. Μετά το όνομα του μετάλλουσε παρένθεση υποδεικνύουν Ρωμαϊκοί αριθμοί για την οξειδωτική του κατάσταση.

Για παράδειγμα, ας καλέσουμε τις ακόλουθες συνδέσεις:

• Cl

Ας αρχίσουμε με συνδέτες: 4 μόρια νερού ορίζονται ως tetraaqua και 2 ιόντα χλωρίου ορίζονται ως διχλωρό.

Τελικά, ανιόνσε αυτό το πλαίσιο είναι ιόν χλωρίου.

χλωριούχο τετραϋδροδιχλωρόχρωμο (III)

• Κ4

Ας ξεκινήσουμε με τους συνδέτες:το σύμπλοκο ανιόν περιέχει 4 συνδέτες CN - , οι οποίοι ονομάζονται τετρακυανό.

Δεδομένου ότι το μέταλλο είναι μέρος του μιγαδικού ανιόντος, ονομάζεται νικελικό(0).

Ο πλήρης τίτλος λοιπόν είναι: τετρακυανονκελικό κάλιο (0)

Κατηγορίες,

Σύνθετες ενώσειςΠρόκειται για μοριακές ή ιοντικές ενώσεις που σχηματίζονται με τη σύνδεση ενός μετάλλου ή μη μετάλλου, ουδέτερων μορίων ή άλλων ιόντων σε ένα άτομο ή ιόν. Είναι σε θέση να υπάρχουν τόσο σε κρύσταλλο όσο και σε διάλυμα.

Βασικές διατάξεις και έννοιες της θεωρίας συντονισμού.

Για να εξηγήσει τη δομή και τις ιδιότητες των σύνθετων ενώσεων το 1893, ο Ελβετός χημικός A. Werner πρότεινε μια θεωρία συντονισμού στην οποία εισήγαγε δύο έννοιες: τον συντονισμό και το πλευρικό σθένος.

Σύμφωνα με τον Βέρνερ κύριο σθένοςσθένος ονομάζεται σθένος μέσω του οποίου τα άτομα συνδέονται για να σχηματίσουν απλές ενώσεις που υπακούουν στη θεωρία

σθένος. Όμως, έχοντας εξαντλήσει το κύριο σθένος, το άτομο είναι ικανό, κατά κανόνα, για περαιτέρω προσκόλληση λόγω πλευρικό σθένος,ως αποτέλεσμα της εκδήλωσης της οποίας σχηματίζεται μια σύνθετη ένωση.

Υπό την επίδραση των δυνάμεων του κύριου και του δευτερεύοντος σθένους, τα άτομα τείνουν να περιβάλλονται ομοιόμορφα με ιόντα ή μόρια και είναι έτσι το κέντρο έλξης. Τέτοια άτομα ονομάζονται κεντρικούς ή συμπλοκοποιητικούς παράγοντες.Τα ιόντα ή τα μόρια που συνδέονται άμεσα με τον παράγοντα συμπλοκοποίησης ονομάζονται συνδέτες.

Μέσω του κύριου σθένους, προσδέματα προσδένονται σε ιόντα και μέσω δευτερεύοντος σθένους συνδέονται ιόντα και μόρια.

Η έλξη ενός συνδέτη προς έναν παράγοντα συμπλοκοποίησης ονομάζεται συντονισμός και ο αριθμός των συνδετών ονομάζεται αριθμός συντονισμού του παράγοντα συμπλοκοποίησης.

Μπορούμε να πούμε ότι οι σύνθετες ενώσεις είναι ενώσεις των οποίων τα μόρια αποτελούνται από ένα κεντρικό άτομο (ή ιόν) άμεσα συνδεδεμένο με έναν ορισμένο αριθμό άλλων μορίων ή ιόντων, που ονομάζονται συνδέτες.

Τα κατιόντα μετάλλων συνήθως δρουν ως παράγοντες συμπλοκοποίησης (Co +3, Pt +4, Cr +3, Cu +2 Au +3, κ.λπ.)

Οι συνδέτες μπορεί να είναι ιόντα Cl-, CN-, NCS-, NO2-, OH-, SO42- και ουδέτερα μόρια NH3, H2O, αμίνες, αμινοξέα, αλκοόλες, θειοαλκοόλες, PH 3, αιθέρες.

Ο αριθμός των θέσεων συντονισμού που καταλαμβάνει ο συνδέτης κοντά στον παράγοντα συμπλοκοποίησης ονομάζεται δικός του συντονιστική ικανότητα ή δοτικότητα.

Οι συνδέτες που συνδέονται με τον παράγοντα συμπλοκοποίησης μέσω ενός δεσμού καταλαμβάνουν μία θέση συντονισμού και ονομάζονται μονοοδοντωτοί (Cl-, CN-, NCS-). Εάν ο συνδετήρας είναι συνδεδεμένος με τον παράγοντα συμπλοκοποίησης μέσω αρκετών δεσμών, τότε είναι πολυοδοντωτός. Για παράδειγμα: το SO 4 2- , το CO 3 2- είναι δισχιδές.

Ο συμπλοκοποιητικός παράγοντας και οι συνδέτες αποτελούν εσωτερική σφαίραενώσεις ή σύμπλοκα (στους τύπους, το σύμπλοκο περικλείεται σε αγκύλες). Τα ιόντα που δεν συνδέονται άμεσα με τον παράγοντα συμπλοκοποίησης είναι εξωτερική σφαίρα συντονισμού.

Τα ιόντα της εξωτερικής σφαίρας είναι λιγότερο ισχυρά συνδεδεμένα από τους συνδέτες και απομακρύνονται χωρικά από τον παράγοντα συμπλοκοποίησης. Αντικαθίστανται εύκολα από άλλα ιόντα σε υδατικά διαλύματα.

Για παράδειγμα, στην ένωση Κ3, ο παράγοντας συμπλοκοποίησης είναι Fe +2, οι συνδέτες είναι CN -. Δύο συνδέτες συνδέονται λόγω του κύριου σθένους και 4 - λόγω του δευτερεύοντος σθένους, επομένως ο αριθμός συντονισμού είναι 6.

Ion Fe +2 με συνδετήρες CN - make up εσωτερική σφαίρα ή σύμπλεγμακαι ιόντα Κ + εξωτερική σφαίρα συντονισμού:

Κατά κανόνα, ο αριθμός συντονισμού είναι ίσος με το διπλάσιο του φορτίου του μεταλλικού κατιόντος, για παράδειγμα: μεμονωμένα φορτισμένα κατιόντα έχουν αριθμό συντονισμού ίσο με 2, 2-φορτισμένα - 4 και 3-φορτισμένα - 6. Εάν το στοιχείο εμφανίζει μεταβλητή κατάσταση οξείδωσης, τότε με την αύξηση του συντονιστικού του αριθμού αυξάνεται. Για ορισμένους συμπλοκοποιητικούς παράγοντες, ο αριθμός συντονισμού είναι σταθερός, για παράδειγμα: τα Co +3, Pt +4, Cr +3 έχουν αριθμό συντονισμού 6, για τα ιόντα B +3, Be +2, Cu +2, Au +3 ο αριθμός συντονισμού είναι 4. Για τα περισσότερα ιόντα, ο αριθμός συντονισμού είναι μεταβλητός και εξαρτάται από τη φύση των ιόντων στην εξωτερική σφαίρα και από τις συνθήκες για το σχηματισμό συμπλόκων.