Komponimet komplekse janë ato nyjet kristalore të të cilave përmbajnë komplekse (jone komplekse) të afta për ekzistencë të pavarur.

Rëndësia e komponimeve komplekse për fusha të ndryshme të teknologjisë është shumë e madhe. Aftësia e substancave për të formuar komponime komplekse përdoret për të zhvilluar metoda efektive për marrjen e metaleve kimikisht të pastra nga xeherorët, metalet e rralla, materialet gjysmëpërçuese ultra të pastra, katalizatorët, ngjyrat, ilaçet, pastrimi i ujërave natyrore dhe të zeza, shkrirja e shkallës në gjeneratorët e avullit, etj.

Komponimet e para komplekse u sintetizuan në mesin e shekullit të 19-të. Themeluesi i teorisë së komponimeve komplekse ishte shkencëtari zviceran Werner, i cili e zhvilloi atë në 1893. teoria e koordinimit . Shkencëtarët rusë L.A. dhanë një kontribut të madh në kiminë e komponimeve komplekse. Chugaev, I.I. Chernyaev dhe studentët e tyre.

Struktura e komponimeve komplekse:

1. Në çdo përbërje komplekse ka sferat e brendshme dhe të jashtme. Sfera e brendshme quhet komplekse. Kur shkruani formula kimike të përbërjeve komplekse, sfera e brendshme mbyllet në kllapa katrore. Për shembull, në përbërjet komplekse a) K 2 [BeF 4 ], b) Cl 2, sfera e brendshme përbëhet nga grupe atomesh - komplekse a) [BeF 4 ] 2- dhe b) 2+, dhe sfera e jashtme përbëhet nga a) jone përkatësisht 2K + dhe b) 2Cl - .

2. Në molekulën e çdo përbërje komplekse, një nga jonet, zakonisht i ngarkuar pozitivisht, ose një atom i mjedisit të brendshëm zë një pozicion qendror dhe quhet agjent kompleksues. Në formulën e kompleksit (sfera e brendshme), së pari tregohet agjenti kompleksues. Në shembujt e dhënë, këto janë jonet a) Be 2+ dhe b) Zn 2+.

Agjentët kompleks janë atomet ose më shpesh jonet metalike të lidhura me elementët p-, d-, f- dhe që kanë një numër të mjaftueshëm orbitalesh të lira (Cu 2+, Pt 2+, Pt 4+, Ag +, Zn 2+, Al 3+, etj. ).

3. Rreth agjentit kompleksues ndodhen (ose, siç thonë ata, të koordinuar) një numër i caktuar jonesh të ngarkuara në mënyrë të kundërt ose molekula elektrike neutrale, të quajtura ligandët(ose shton). Në këtë rast, këto janë a) jone F - dhe b) molekula NH 3.

Ligandët në komponimet komplekse mund të jenë anionet F -, OH -, CN -, CNS -, NO 2 -, CO 3 2-, C 2 O 4 2-, etj., molekula neutrale H 2 O, NH 3, CO, NO dhe etj.

Numri i vendeve të koordinimit të zëna nga ligandët rreth agjentit kompleks (në rastet më të thjeshta, numri i ligandëve që rrethojnë agjentin kompleks) quhet numri i koordinimit (CN) i agjentit kompleks. Numrat e koordinimit të agjentëve të ndryshëm kompleksues variojnë nga 2 në 12.

Numrat më karakteristikë të koordinimit në tretësirat dhe ngarkesa e jonit qendror (agjenti kompleks) krahasohen më poshtë:

Shënim: Numrat e koordinimit që shfaqen më shpesh nënvizohen në rastet kur janë të mundshme dy lloje të ndryshme koordinimi.

Në shembujt e shqyrtuar, numrat koordinues të agjentëve kompleksues janë: a) c.n. (Bëhu 2+) = 4, b) c.h. (Zn 2+) = 4.

B. Atëherë numrat dhe emrat e ligandëve neutralë quhen:

B. Ky i fundit është agjenti kompleksues në rasën gjinore, që tregon shkallën e oksidimit të tij (në kllapa me numra romakë pas emrit të agjentit kompleks).

Për shembull, Cl është klorur klorotriammineplatin (II).

Nëse një metal formon një jon me një gjendje oksidimi, atëherë ai mund të mos përfshihet në emrin e kompleksit. Për shembull, Cl 2 është diklorid tetraamminzink.

2. Emri i anionit kompleks formuar në mënyrë të ngjashme duke shtuar prapashtesën "at" në rrënjën e emrit latin të agjentit kompleks (p.sh., ferrat, nikelat, kromat, kobaltat, cuprate, etj.). Për shembull:

K2 - heksakloroplatinat i kaliumit (IV);

Ba 2 - barium tetrarodanodiamine kromate (III);

K 3 - hekscianoferrat kaliumi (III);

K 2 - tetrafluoroberyllate kaliumi.

3. Emrat e grimcave komplekse neutrale formohen në të njëjtën mënyrë si kationet, por agjenti kompleks emërtohet në rasën nominative dhe shkalla e oksidimit të tij nuk tregohet, sepse përcaktohet nga neutraliteti elektrik i kompleksit. Për shembull:

Diklorodiamineplatin;

Tetrakarbonilnikeli.

Klasifikimi i komponimeve komplekse. Komponimet komplekse janë shumë të ndryshme në strukturë dhe veti. Sistemet e tyre të klasifikimit bazohen në parime të ndryshme:

1. Në bazë të natyrës së ngarkesës elektrike, dallohen komplekset kationike, anionike dhe neutrale.

Një kompleks me një ngarkesë pozitive quhet kationik, për shembull 2+, me një ngarkesë negative - anionike, për shembull 2-, me një ngarkesë zero - neutrale, për shembull.

2. Sipas llojit të ligandëve dallohen:

a) acidet, për shembull:

H - tetrakloroaurate hidrogjeni (III);

H2 - hidrogjen heksakloroplatinat (IV);

b) arsyet, për shembull:

(OH) 2 - hidroksid tetraamine bakri (II);

OH - hidroksid argjendi diammin;

c) kripërat, për shembull:

K 3 - heksahidroksoaluminat kaliumi;

Cl3 - klorur hekzaakrokrom (III);

d) jo-elektrolite, për shembull, diklorodiamineplatin.

Formimi i lidhjeve kimike në komponime komplekse. Aktualisht përdoren një sërë teorish për të shpjeguar formimin dhe vetitë e komponimeve komplekse:

1) metoda e lidhjes valente (VBC);

2) teoria e fushës kristalore;

3) metoda orbitale molekulare.

Sipas MBC gjatë formimit të komplekseve midis agjentit kompleks dhe ligandëve shfaqet një lidhje kovalente mekanizmi dhurues-pranues . Agjentët kompleksues kanë orbitale vakante, d.m.th. luajnë rolin e pranuesve. Si rregull, orbitale të ndryshme të lira të agjentit kompleks marrin pjesë në formimin e lidhjeve, kështu që ndodh hibridizimi i tyre. Ligandët kanë çifte të vetme elektronesh dhe luajnë rolin e dhuruesve në mekanizmin dhurues-pranues të formimit të lidhjes kovalente.

Për shembull, merrni parasysh formimin e kompleksit 2+. Formulat elektronike të elektroneve të valencës:

Atomi Zn - 3d 10 4s 2;

Agjent kompleks i joneve të zinkut

Zn 2+ - 3d 10 4s 0

Siç shihet, joni i zinkut në nivelin elektronik të jashtëm ka katër orbitale atomike vakante që janë të afërta në energji (një 4s dhe tre 4p), të cilat do t'i nënshtrohen hibridizimit sp 3; Joni Zn 2+, si një agjent kompleks, ka një numër = 4.

Kur një jon zinku ndërvepron me molekulat e amoniakut, atomet e azotit të të cilave kanë çifte të vetme elektronesh (: NH 3), formohet një kompleks:

Struktura hapësinore e kompleksit përcaktohet nga lloji i hibridizimit të orbitaleve atomike të agjentit kompleks (në këtë rast, një tetrahedron). Numri i koordinimit varet nga numri i orbitaleve vakante të agjentit kompleks.

Kur formohen lidhje dhurues-pranues në komplekse, mund të përdoren jo vetëm orbitalet s dhe p, por edhe orbitalet d. Në këto raste, hibridizimi ndodh me pjesëmarrjen e orbitaleve d. Tabela më poshtë tregon disa lloje të hibridizimit dhe strukturat e tyre hapësinore përkatëse:

Kështu, MBC bën të mundur parashikimin e përbërjes dhe strukturës së kompleksit. Sidoqoftë, kjo metodë nuk mund të shpjegojë vetitë e tilla të komplekseve si forca, ngjyra dhe vetitë magnetike. Vetitë e mësipërme të komponimeve komplekse përshkruhen nga teoria e fushës kristalore.

Shpërbërja e përbërjeve komplekse në tretësirë. Sferat e brendshme dhe të jashtme të përbërjes komplekse ndryshojnë shumë në qëndrueshmëri.

Grimcat e vendosura në sferën e jashtme janë të lidhura me jonin kompleks kryesisht nga forcat elektrostatike (lidhja jonike) dhe ndahen lehtësisht në një tretësirë ​​ujore, si jonet e elektroliteve të forta.

Shpërbërja (zbërthimi) i një përbërje komplekse në jone të sferës së jashtme dhe një jon kompleks (kompleks) quhet fillore. Ai vazhdon pothuajse plotësisht, deri në fund, sipas llojit të shpërbërjes së elektroliteve të forta.

Për shembull, procesi i shpërbërjes parësore gjatë shpërbërjes së tetrafluoroberillatit të kaliumit mund të shkruhet sipas skemës:

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

Ligandët, të vendosura në sferën e brendshme të përbërjes komplekse, janë të lidhura me agjentin kompleks me lidhje të forta kovalente të formuara sipas mekanizmit dhurues-pranues, dhe shpërbërja e joneve komplekse në tretësirë ​​ndodh, si rregull, në një masë të parëndësishme sipas lloji i shpërbërjes së elektroliteve të dobëta, d.m.th. e kthyeshme derisa të vendoset ekuilibri. Zbërthimi i kthyeshëm i sferës së brendshme të një përbërje komplekse quhet shkëputje dytësore. Për shembull, joni tetrafluoroberilat shkëputet vetëm pjesërisht, gjë që shprehet me ekuacionin

[BeF 4 ] 2- D Be 2+ + 4F - (ekuacioni i disociimit sekondar).

Disociimi i kompleksit si një proces i kthyeshëm karakterizohet nga një konstante ekuilibri e quajtur konstanta e paqëndrueshmërisë së kompleksit Kn.

Për shembullin në fjalë:

Kn - vlerë tabelare (referenciale). Konstantat e paqëndrueshmërisë, shprehjet e të cilave përfshijnë përqendrimet e joneve dhe molekulave, quhen konstante përqendrimi. Më të rrepta dhe të pavarura nga përbërja dhe forca jonike e tretësirës janë Kn, që përmbajnë në vend të përqendrimit të aktivitetit të joneve dhe molekulave.

Vlerat Kn të komplekseve të ndryshme ndryshojnë shumë dhe mund të shërbejnë si masë e qëndrueshmërisë së tyre. Sa më i qëndrueshëm të jetë joni kompleks, aq më e ulët është konstanta e paqëndrueshmërisë së tij.

Kështu, midis komponimeve të ngjashme që kanë vlera të ndryshme të konstanteve të paqëndrueshmërisë

kompleksi më i qëndrueshëm është , dhe më pak i qëndrueshëm është .

Si çdo konstante ekuilibri, paqëndrueshmëri konstante varet vetëm nga natyra e jonit kompleks, agjenti kompleks dhe ligandët, tretësi, si dhe nga temperatura dhe nuk varet nga përqendrimi (aktiviteti) i substancave në tretësirë.

Sa më të mëdha të jenë ngarkesat e agjentit kompleks dhe ligandëve dhe sa më të vogla rrezet e tyre, aq më i lartë është qëndrueshmëria e komplekseve. . Forca e joneve komplekse të formuara nga metalet e nëngrupeve dytësore është më e lartë se forca e joneve të formuara nga metalet e nëngrupeve kryesore.

Procesi i dekompozimit të joneve komplekse në tretësirë ​​ndodh në një mënyrë shumëfazore, me eliminimin e njëpasnjëshëm të ligandëve. Për shembull, shpërbërja e jonit të amoniakut të bakrit (II) 2+ ndodh në katër hapa, që korrespondojnë me ndarjen e një, dy, tre dhe katër molekulave të amoniakut:

Për të vlerësuar në mënyrë krahasuese forcën e joneve të ndryshme komplekse, ata përdorin jo konstantën e disociimit të hapave individualë, por konstantën e përgjithshme të paqëndrueshmërisë së të gjithë kompleksit, e cila përcaktohet duke shumëzuar konstantat përkatëse të disociimit hap pas hapi. Për shembull, konstanta e paqëndrueshmërisë së jonit 2+ do të jetë e barabartë me:

K H = K D1 · K D2 · K D3 · K D4 = 2,1·10 -13.

Për të karakterizuar forcën (stabilitetin) e komplekseve, përdoret gjithashtu reciproku i konstantës së paqëndrueshmërisë; quhet konstanta e stabilitetit (K st) ose konstanta e formimit kompleks:

Ekuilibri i disociimit të një joni kompleks mund të zhvendoset nga një tepricë e ligandëve drejt formimit të tij, dhe një rënie në përqendrimin e një prej produkteve të disociimit, përkundrazi, mund të çojë në shkatërrimin e plotë të kompleksit.

Reaksionet kimike cilësore zakonisht zbulojnë vetëm jonet e sferës së jashtme ose jonet komplekse. Edhe pse gjithçka varet nga produkti i tretshmërisë (SP) i kripës, formimi i të cilit do të ndodhte kur shtoni tretësirë ​​të përshtatshme në reaksione cilësore. Kjo mund të verifikohet bazuar në reagimet e mëposhtme. Nëse një tretësirë ​​që përmban një jon kompleks + trajtohet me një tretësirë ​​të disa klorureve, atëherë nuk formohet precipitat, megjithëse një precipitat i klorurit të argjendit lirohet nga tretësirat e kripërave të zakonshme të argjendit kur shtohen kloruret.

Natyrisht, përqendrimi i joneve të argjendit në tretësirë ​​është shumë i ulët, kështu që edhe nëse futet një tepricë e joneve të klorurit në të, do të ishte e mundur të arrihet vlera e produktit të tretshmërisë së klorurit të argjendit (PR AgCl = 1,8·10 - 10). Megjithatë, pas shtimit të kompleksit të jodur kaliumit në tretësirë, një precipitat i jodur argjendi precipiton. Kjo dëshmon se jonet e argjendit janë ende të pranishëm në tretësirë. Sado i vogël të jetë përqendrimi i tyre, rezulton i mjaftueshëm për formimin e një precipitati, sepse PR AgI = 1·10 -16, d.m.th. dukshëm më pak se ai i klorurit të argjendit. Në të njëjtën mënyrë, kur ekspozohet ndaj një tretësire të H 2 S, fitohet një precipitat i sulfurit të argjendit Ag 2 S, produkti i tretshmërisë së të cilit është i barabartë me 10 -51.

Ekuacionet jon-molekulare të reaksioneve që ndodhin kanë formën:

I - D АgI↓ + 2NН 3

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

Komponimet komplekse me një sferë të brendshme të paqëndrueshme quhen kripëra të dyfishta. Ato përcaktohen ndryshe, përkatësisht si komponime të molekulave. Për shembull: CaCO 3 Na 2 CO 3 ; СuСl 2 ·КCl; KCl·MgCl2; 2NaСl·СoСl 2 . Kripërat e dyfishta mund të konsiderohen si komponime në vendet e rrjetës kristalore të të cilave ka anione identike, por katione të ndryshme; lidhjet kimike në këto komponime janë kryesisht jonike në natyrë dhe për këtë arsye në tretësirat ujore ato shpërndahen pothuajse plotësisht në jone individuale. Nëse, për shembull, kloruri i kaliumit dhe i bakrit (II) treten në ujë, atëherë shpërbërja ndodh si një elektrolit i fortë:

CuCl 2 ·KCl = Cu 2+ + 3Cl - + K + .

Të gjithë jonet e formuara në një tretësirë ​​të dyfishtë të kripës mund të zbulohen duke përdorur reaksione të përshtatshme cilësore.

Reaksionet në tretësirat e përbërjeve komplekse. Zhvendosja e ekuilibrit në reaksionet e shkëmbimit në tretësirat e elektroliteve me pjesëmarrjen e joneve komplekse përcaktohet nga të njëjtat rregulla si në tretësirat e elektroliteve të thjeshta (jo komplekse), përkatësisht: ekuilibri zhvendoset në drejtim të lidhjes më të plotë të joneve. (agjent kompleks, ligandë, jone të sferës së jashtme), duke çuar në formimin e substancave të patretshme, të dobëta të tretshme ose elektroliteve të dobëta.

Në këtë drejtim, reagimet e mëposhtme janë të mundshme në zgjidhjet e komponimeve komplekse:

1) shkëmbimi i joneve të sferës së jashtme, në të cilën përbërja e jonit kompleks mbetet konstante;

2) shkëmbimi brenda sferës.

Lloji i parë i reagimit zbatohet në rastet kur kjo çon në formimin e përbërjeve të patretshme dhe të dobëta të tretshme. Një shembull është bashkëveprimi i K 4 dhe K 3, përkatësisht, me kationet Fe 3+ dhe Fe 2+, i cili jep një precipitat të blusë prusiane Fe 4 3 dhe blusë Turnboul Fe 3 2:

3 4- + 4Fe 3+ = Fe 4 3 ↓,

Blu prusiane

2 3- + 3Fe 2+ = Fe 3 2 ↓.

Turnbull blu

Reagimet e tipit të dytë e mundur në rastet kur kjo çon në formimin e një kompleksi më të qëndrueshëm, d.m.th. me një vlerë më të ulët të Kn, Për shembull:

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

Kn: 9,3·10 -8 1·10 -13

Në vlerat e afërta të Kn, mundësia e një procesi të tillë përcaktohet nga teprica e ligandit konkurrues.

Për komponimet komplekse, reaksionet redoks janë gjithashtu të mundshme, që zhvillohen pa ndryshuar përbërjen atomike të jonit kompleks, por me një ndryshim në ngarkesën e tij, për shembull:

2K 3 + H 2 O 2 + 2KOH = 2 K 4 + O 2 + 2H 2 O.

Lidhje komplekse.

Të gjitha përbërjet inorganike ndahen në dy grupe:

1. lidhjet e rendit të parë, ᴛ.ᴇ. komponimet që i nënshtrohen teorisë së valencës;

2. lidhjet e rendit më të lartë, ᴛ.ᴇ. komponimet që nuk i binden koncepteve të teorisë së valencës. Komponimet e rendit më të lartë përfshijnë hidratet, amoniaku, etj.

CoCl 3 + 6 NH 3 = Co(NH 3) 6 Cl 3

Werner (Zvicër) prezantoi konceptin e përbërjeve të rendit më të lartë në kimi dhe u dha atyre emrin komponimet komplekse. Ai klasifikoi si CS të gjitha përbërjet më të qëndrueshme të rendit më të lartë, të cilat në një tretësirë ​​ujore ose nuk dekompozohen fare në pjesët përbërëse të tyre, ose dekompozohen në një masë të parëndësishme. Në 1893, Werner sugjeroi që çdo element, pas ngopjes, mund të shfaqë gjithashtu valencë shtesë - koordinimi. Sipas teorisë së koordinimit të Werner, në çdo CS dallohen:

Cl 3: agjent kompleks (CO = Co), ligandë (NH 3), numri koordinues (CN = 6), sfera e brendshme, mjedisi i jashtëm (Cl 3), kapaciteti koordinues.

Zakonisht quhet atomi qendror i sferës së brendshme, rreth së cilës grupohen jonet ose molekulat agjent kompleksues. Roli i agjentëve kompleksues më së shpeshti kryhet nga jonet metalike, më rrallë nga atomet ose anionet neutrale. Jonet ose molekulat që koordinohen rreth një atomi qendror në sferën e brendshme quhen ligandët. Ligandët janë anionet: G -, OH-, CN-, CNS-, NO 2 -, CO 3 2-, C 2 O 4 2-, molekulat neutrale: H 2 O, CO, G 2, NH 3, N 2 H 4 . Numri i koordinimit është numri i vendeve në sferën e brendshme të kompleksit që janë të zëna nga ligandët. CN është zakonisht më i lartë se gjendja e oksidimit. CN = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12. CN më e zakonshme = 4, 6, 2. Këta numra korrespondojnë me konfigurimin më simetrik të kompleksit - oktaedral (6), tetraedral (4) dhe linear (2). CC në varësi të natyrës së agjentit kompleks dhe ligandëve, si dhe nga madhësia e CO dhe ligandëve. Kapaciteti koordinues i ligandëveështë numri i vendeve në sferën e brendshme të kompleksit të zëna nga secili ligand. Për shumicën e ligandëve, kapaciteti koordinues është i barabartë me unitetin ( ligandët monodentatë), më rrallë dy ( ligandët e dyfishtë), ka ligandë me kapacitet më të madh (3, 4,6) - ligandët polidentatë. Ngarkesa e kompleksit duhet të jetë numerikisht e barabartë me ngarkesën totale të sferës së jashtme dhe në shenjë të kundërt. 3+ Cl 3 - .

Nomenklatura e komponimeve komplekse. Shumë komponime komplekse kanë ruajtur emrat e tyre historikë, të lidhur me ngjyrën ose emrin e shkencëtarit që i ka sintetizuar. Sot përdoret nomenklatura IUPAC.

Rendi i renditjes së joneve. Është zakon të quhet fillimisht anion, pastaj kation, ndërsa emri i anionit përdor rrënjën e emrit latin KO, dhe emri i kationit përdor emrin e tij rus në rasën gjinore.

Cl-diamine klorur argjendi; K2 – triklorokuprat kaliumi.

Rendi i renditjes së ligandëve. Ligandët në kompleks renditen në rendin e mëposhtëm: anionik, neutral, kationik - pa ndarje me vizë. Anionet renditen sipas rendit H -, O 2-, OH -, anione të thjeshta, anione komplekse, anione poliatomike, anione organike.

SO 4 - klorsulfat (+4)

Fundi i grupeve koordinuese. Grupet neutrale quhen njësoj si molekulat. Përjashtimet janë akua (H 2 O), amina (NH 3). Zanorja ʼʼОʼʼ u shtohet anioneve të ngarkuara negativisht

– heksocianoferrat (+3) kobalt heksaaminë (+3)

Parashtesa që tregojnë numrin e ligandëve.

1 - mono, 2 - di, 3 - tre, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - okta, 9 - nona, 10 - deca, 11 - indeca, 12 - dodeca, shumë - poli.

Parashtesat bis-, tris- përdoren para ligandeve me emra komplekse, ku tashmë ka parashtesa mono-, di- etj.

Cl 3 - tris(etilendiamine) klorur hekuri (+3)

Në emrat e përbërjeve komplekse, pjesa anionike tregohet së pari në rasën emërore dhe me prapashtesën -at, dhe më pas pjesa kationike në rasën gjinore. Në këtë rast, para emrit të atomit qendror në të dy pjesët anionike dhe kationike të përbërjes, renditen të gjithë ligandët e koordinuar rreth tij, duke treguar numrin e tyre në numrat grekë (1 - mono (zakonisht hiqet), 2 - di, 3 - tre, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - okta). Emrave të ligandëve u shtohet prapashtesa -o dhe fillimisht emërtohen anionet dhe më pas molekulat neutrale: Cl- - kloro, CN- - ciano, OH- - hydroxo, C2O42- - oxalato, S2O32- - thiosulfato. , (CH3)2NH - dimetilamino etj. Përjashtimet: emrat e H2O dhe NH3 si ligandë janë si më poshtë: "aqua" dhe "amine". Nëse atomi qendror është pjesë e kationit, atëherë përdoret emri rus i elementit, i ndjekur nga gjendja e tij e oksidimit në kllapa me numra romakë. Për atomin qendror në anion, përdoret emri latin i elementit dhe gjendja e oksidimit tregohet para këtij emri. Për elementët me gjendje konstante oksidimi mund të hiqet. Në rastin e joelektroliteve, gjendja e oksidimit të atomit qendror gjithashtu nuk tregohet, pasi përcaktohet në bazë të neutralitetit elektrik të kompleksit. Shembuj emrash:

Cl2 - klorur dikloro-tetramine-platin (IV),

OH - hidroksid diamine-argjendi (I).

Klasifikimi i komponimeve komplekse. Përdoren disa klasifikime të ndryshme të CS.

1. duke i përkatur një klase të caktuar përbërjesh:

acide komplekse - H2

themelet komplekse -

kripëra komplekse - K2

2. Nga natyra e ligandëve: komplekset ujore, amoniak. Cianidi, halordi, etj.

Komplekset akua janë komplekse në të cilat molekulat e ujit shërbejnë si ligandë, për shembull Cl 2 - klorur heksaquacalcium. Amoniaku dhe aminatet janë komplekse në të cilat ligandët janë molekula të amoniakut dhe aminave organike, për shembull: SO 4 - sulfat tetramine bakri(II). Komplekset hidrokso. Në to, jonet OH- shërbejnë si ligandë. Veçanërisht karakteristike për metalet amfoterike. Shembull: Na 2 - tetrahidroksocinat natriumi (II). Komplekset e acidit. Në këto komplekse, ligandët janë mbetje anion-acid, për shembull K4 - hekzacianoferrat kaliumi (II).

3. sipas shenjës së ngarkesës së kompleksit: kationik, anionik, neutral

4. sipas strukturës së brendshme të CS: nga numri i bërthamave që përbëjnë kompleksin:

mononukleare - H 2, dybërthamore - Cl 5, etj.,

5. nga mungesa ose prania e cikleve: CS e thjeshtë dhe ciklike.

Komplekse ciklike ose kelate (në formë kthetra). Οʜᴎ përmban një ligand bi- ose polidentat, i cili duket se kap atomin qendror M si kthetrat e një kanceri: Shembuj: Na 3 - natriumi trioksalato-(III) ferrat, (NO 3) 4 - nitrat trietilendiaminë-platin (IV) .

Grupi i komplekseve kelate përfshin gjithashtu komponime intrakomplekse në të cilat atomi qendror është pjesë e ciklit, duke formuar lidhje me ligandët në mënyra të ndryshme: me mekanizma shkëmbimi dhe dhurues-pranues. Komplekse të tilla janë shumë karakteristike për acidet aminokarboksilike; për shembull, glicina formon kelate me jone Cu 2+ dhe Pt 2+:

Komponimet kelate janë veçanërisht të forta, pasi atomi qendror në to është, si të thuash, i bllokuar nga një ligand ciklik. Kelatet me unaza pesë dhe gjashtë anëtarëshe janë më të qëndrueshme. Kompleksonët lidhin kationet metalike aq fort sa që kur shtohen, substancat dobët të tretshme si CaSO 4, BaSO 4, CaC 2 O 4, CaCO 3 treten. Për këtë arsye, ato përdoren për të zbutur ujin, për të lidhur jonet metalike gjatë ngjyrosjes, përpunimit të materialeve fotografike dhe në kiminë analitike. Shumë komplekse të tipit kelate kanë një ngjyrë specifike dhe, për rrjedhojë, komponimet përkatëse të ligandit janë reagentë shumë të ndjeshëm për kationet e metaleve në tranzicion. Për shembull, dimetilglioksimi [C(CH 3)NOH] 2 shërben si një reagent i shkëlqyer për kationet Ni2+, Pd2+, Pt2+, Fe2+, etj.

Stabiliteti i komponimeve komplekse. Konstante paqëndrueshmërie. Kur CS tretet në ujë, ndodh dekompozimi dhe sfera e brendshme sillet si një e tërë e vetme.

K = K + + -

Së bashku me këtë proces, disociimi i sferës së brendshme të kompleksit ndodh në një masë të vogël:

Ag + + 2CN -

Për të karakterizuar stabilitetin e CS, ne prezantojmë paqëndrueshmëri konstante, e barabartë me:

Konstanta e paqëndrueshmërisë është një masë e fuqisë së CS. Sa më e ulët të jetë foleja K, aq më e fortë është KS.

Izomerizmi i komponimeve komplekse. Për komponimet komplekse, izomerizmi është shumë i zakonshëm dhe dallohet:

1. Izomerizmi i tretësirës gjendet te izomerët kur shpërndarja e molekulave të ujit ndërmjet sferës së brendshme dhe të jashtme është e pabarabartë.

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

Vjollcë jeshile e lehtë jeshile e errët

2.Izomerizmi i jonizimit shoqërohet me lehtësi të ndryshme të shpërbërjes së joneve nga sferat e brendshme dhe të jashtme të kompleksit.

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

SO 4 dhe Br - sulfat bromo-pentamine-kobalt(III) dhe sulfat bromo-pentamine-kobalt(III).

Cl dhe NO 2 - klorid-nitro-kloro-dietilendiamine-kobalt(III) initritedikloro-dietilendiamine-kobalt(III).

3. Izomerizmi i koordinimit gjendet vetëm në përbërjet bikomplekse

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

Izomerizmi i koordinimit ndodh në ato komponime komplekse ku edhe kationi edhe anioni janë kompleks.

Për shembull, - tetrakloro-(II) platinat tetramine-krom (II) dhe - tetrakloro-(II) kromate tetramine-platin (II) janë izomerë koordinues

4. Izomerizmi i komunikimit ndodh vetëm kur ligandet monodentate mund të koordinohen përmes dy atomeve të ndryshëm.

5. Izomerizmi hapësinor për faktin se ligandët identikë ndodhen rreth KO ose afër (cis), ose e kundërta ( ekstazë).

Izomer cis (kristale portokalli) izomer trans (kristale të verdha)

Izomerët e dikloro-diaminës-platinit

Me një rregullim tetraedral të ligandëve, izomerizmi cis-trans është i pamundur.

6. Izomerizëm pasqyrë (optik)., për shembull, në kationin dikloro-dietilendiaminë-krom(III) +:

Ashtu si në rastin e substancave organike, izomerët pasqyrë kanë të njëjtat veti fizike dhe kimike dhe ndryshojnë në asimetrinë e kristaleve dhe drejtimin e rrotullimit të planit të polarizimit të dritës.

7. Izomerizmi i ligandës , për shembull, për (NH 2) 2 (CH 2) 4 izomerët e mëposhtëm janë të mundshëm: (NH 2) - (CH 2) 4 -NH 2, CH 3 -NH-CH 2 -CH 2 -NH-CH 3 , NH2-CH(CH3) -CH2-CH2-NH2

Problemi i komunikimit në komponimet komplekse. Natyra e lidhjes në CS është e ndryshme dhe aktualisht përdoren tre qasje për shpjegim: metoda BC, metoda MO dhe metoda e teorisë së fushës kristalore.

Metoda para Krishtit Prezantoi Polin. Parimet themelore të metodës:

1. Lidhja në CS është formuar si rezultat i ndërveprimit donator-pranues. Ligandët sigurojnë çifte elektronike dhe agjenti kompleksues siguron orbitale të lira. Një masë e forcës së lidhjes është shkalla e mbivendosjes orbitale.

2. Orbitalet KO i nënshtrohen hibridizimit, lloji i hibridizimit përcaktohet nga numri, natyra dhe struktura elektronike e ligandëve. Hibridizimi i CO përcaktohet nga gjeometria e kompleksit.

3. Forcimi shtesë i kompleksit ndodh për faktin se, së bashku me lidhjen s, formohet një lidhje p.

4. Vetitë magnetike të kompleksit përcaktohen nga numri i elektroneve të paçiftuara.

5. Kur formohet një kompleks, shpërndarja e elektroneve në orbitale mund të mbetet me atome neutrale ose të pësojë ndryshime. Varet nga natyra e ligandëve dhe fusha e tij elektrostatike. Është zhvilluar një seri spektrokimike ligandësh. Nëse ligandët kanë një fushë të fortë, ata zhvendosin elektronet, duke i bërë ata të çiftohen dhe të formojnë një lidhje të re.

Seritë spektrokimike të ligandëve:

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

6. Metoda BC bën të mundur shpjegimin e formimit të lidhjeve edhe në komplekset neutrale dhe klasore

K 3 K 3

1. Në CS të parë, ligandët krijojnë një fushë të fortë, në të dytën - një të dobët

2. Vizatoni orbitalet e valencës së hekurit:

3. Konsideroni vetitë dhuruese të ligandëve: CN - kanë orbitale të elektroneve të lira dhe janë dhurues të çifteve elektronike.
Postuar në ref.rf
CN - ka një fushë të fortë, vepron në orbitalet 3d, duke i densifikuar ato.

Si rezultat, formohen 6 lidhje, me orbitale të brendshme 3 d, ᴛ.ᴇ, që marrin pjesë në lidhje. formohet një kompleks intraorbital. Kompleksi është paramagnetik dhe me rrotullim të ulët, sepse ka një elektron të paçiftuar. Kompleksi është i qëndrueshëm, sepse orbitalet e brendshme janë të zëna.

Jonet F kanë orbitale elektronike të lira dhe janë dhurues të çifteve elektronike; ata kanë një fushë të dobët dhe për këtë arsye nuk mund të kondensojnë elektronet në nivelin 3d.

Si rezultat, formohet një kompleks paramagnetik, me rrotullim të lartë, orbital të jashtëm. E paqëndrueshme dhe reaktive.

Përparësitë e metodës BC: përmbajtje informacioni

Disavantazhet e metodës BC: metoda është e përshtatshme për një gamë të caktuar substancash, metoda nuk shpjegon vetitë optike (ngjyra), nuk ofron një vlerësim të energjisë, sepse në disa raste, formohet një kompleks kuadratik në vend të atij tetraedral më të favorshëm energjikisht.

Lidhje komplekse. - koncepti dhe llojet. Klasifikimi dhe veçoritë e kategorisë "Lidhjet komplekse". 2017, 2018.

Kimia e përgjithshme: tekst shkollor / A. V. Zholnin; e Redaktuar nga V. A. Popkova, A. V. Zholnina. - 2012. - 400 f.: ill.

Kapitulli 7. LIDHJE KOMPLEKSE

Kapitulli 7. LIDHJE KOMPLEKSE

Elementet komplekse janë organizatorët e jetës.

K. B. Yatsimirsky

Komponimet komplekse janë klasa më e gjerë dhe më e larmishme e komponimeve. Organizmat e gjallë përmbajnë komponime komplekse të metaleve biogjene me proteina, aminoacide, porfirina, acide nukleike, karbohidrate dhe komponime makrociklike. Proceset më të rëndësishme të jetës ndodhin me pjesëmarrjen e komponimeve komplekse. Disa prej tyre (hemoglobina, klorofila, hemocianina, vitamina B 12, etj.) luajnë një rol të rëndësishëm në proceset biokimike. Shumë ilaçe përmbajnë komplekse metalike. Për shembull, insulina (kompleksi i zinkut), vitamina B 12 (kobalti kompleks), platinoli (kompleksi i platinit), etj.

7.1. TEORIA KOORDINATIVE E A. WERNER

Struktura e komponimeve komplekse

Kur grimcat ndërveprojnë, vërehet koordinimi i ndërsjellë i grimcave, i cili mund të përkufizohet si procesi i formimit të kompleksit. Për shembull, procesi i hidratimit të joneve përfundon me formimin e komplekseve ujore. Reaksionet e kompleksimit shoqërohen me transferimin e çifteve të elektroneve dhe çojnë në formimin ose shkatërrimin e përbërjeve të rendit më të lartë, të ashtuquajturat komponime komplekse (koordinuese). Një veçori e komponimeve komplekse është prania në to e një lidhjeje koordinimi që lind sipas mekanizmit dhurues-pranues:

Komponimet komplekse janë komponime që ekzistojnë si në gjendje kristalore ashtu edhe në tretësirë, një veçori

që është prania e një atomi qendror të rrethuar nga ligandë. Komponimet komplekse mund të konsiderohen si komponime komplekse të një radhe më të lartë, të përbërë nga molekula të thjeshta të afta për ekzistencë të pavarur në tretësirë.

Sipas teorisë së koordinimit të Werner, një përbërje komplekse ndahet në e brendshme Dhe sfera e jashtme. Atomi qendror me ligandët e tij rrethues formojnë sferën e brendshme të kompleksit. Zakonisht është i mbyllur në kllapa katrore. Çdo gjë tjetër në përbërjen komplekse përbën sferën e jashtme dhe shkruhet jashtë kllapave katrore. Rreth atomit qendror do të vendoset një numër i caktuar ligandësh, i cili përcaktohet numri i koordinimit(kch). Numri i ligandëve të koordinuar është më shpesh 6 ose 4. Ligandi zë një vend koordinimi afër atomit qendror. Koordinimi ndryshon vetitë e ligandëve dhe atomit qendror. Shpesh ligandët e koordinuar nuk mund të zbulohen duke përdorur reaksionet kimike karakteristike të tyre në gjendje të lirë. Grimcat e lidhura më fort të sferës së brendshme quhen kompleks (jon kompleks). Ekzistojnë forca tërheqëse midis atomit qendror dhe ligandëve (një lidhje kovalente formohet nga një mekanizëm shkëmbimi dhe (ose) dhurues-pranues) dhe forca refuzuese midis ligandëve. Nëse ngarkesa e sferës së brendshme është 0, atëherë nuk ka sferë të jashtme të koordinimit.

Atomi qendror (agjent kompleks)- një atom ose jon që zë një pozicion qendror në një përbërje komplekse. Roli i një agjenti kompleks më së shpeshti kryhet nga grimcat që kanë orbitale të lira dhe një ngarkesë bërthamore mjaft të madhe pozitive, dhe për këtë arsye mund të jenë pranues të elektroneve. Këto janë katione të elementeve kalimtare. Agjentët kompleksues më të fuqishëm janë elementë të grupeve IB dhe VIIB. Rrallëherë si agjent kompleks

Agjentët kryesorë janë atomet neutrale të elementeve d dhe atomet e jometaleve në shkallë të ndryshme oksidimi - . Numri i orbitaleve të lira atomike të ofruara nga agjenti kompleks përcakton numrin e tij koordinues. Vlera e numrit të koordinimit varet nga shumë faktorë, por zakonisht është e barabartë me dyfishin e ngarkesës së jonit kompleks:

Ligandët- jone ose molekula që lidhen drejtpërdrejt me agjentin kompleks dhe janë dhurues të çifteve elektronike. Këto sisteme të pasura me elektrone, që kanë çifte elektronike të lira dhe të lëvizshme, mund të jenë dhurues elektronesh, për shembull:

Komponimet e elementeve p shfaqin veti kompleks-formuese dhe veprojnë si ligandë në përbërjen komplekse. Ligandët mund të jenë atome dhe molekula (proteina, aminoacide, acide nukleike, karbohidrate). Në bazë të numrit të lidhjeve të formuara nga ligandët me agjentin kompleks, ligandët ndahen në ligandë mono-, di- dhe polidentate. Ligandët e mësipërm (molekulat dhe anionet) janë monodentate, pasi janë dhurues të një çifti elektronik. Ligandët bidentë përfshijnë molekula ose jone që përmbajnë dy grupe funksionale të afta për të dhuruar dy çifte elektronike:

Ligandët polidentate përfshijnë ligandin e acidit etilendiaminetraacetik 6-dhëmbë:

Numri i vendeve të zëna nga çdo ligand në sferën e brendshme të një përbërje komplekse quhet kapaciteti koordinues (dhëmbës) i ligandit. Përcaktohet nga numri i çifteve elektronike të ligandit që marrin pjesë në formimin e një lidhjeje koordinimi me atomin qendror.

Krahas komponimeve komplekse, kimia e koordinimit mbulon kripërat e dyfishta, hidratet kristalore, të cilat në një tretësirë ​​ujore dekompozohen në pjesë përbërëse, të cilat në gjendje të ngurtë në shumë raste janë të ndërtuara ngjashëm me ato komplekse, por janë të paqëndrueshme.

Komplekset më të qëndrueshme dhe më të larmishme në përbërje dhe funksione formohen nga d-elementet. Veçanërisht të rëndësishme janë komponimet komplekse të elementeve kalimtare: hekuri, mangani, titani, kobalti, bakri, zinku dhe molibden. Elementet biogjene s (Na, K, Mg, Ca) formojnë komponime komplekse vetëm me ligandë të një strukture të caktuar ciklike, duke vepruar gjithashtu si një agjent kompleks. Pjesa kryesore R-elementet (N, P, S, O) është pjesa aktive aktive e grimcave komplekse (ligande), duke përfshirë bioligandët. Kjo është rëndësia e tyre biologjike.

Rrjedhimisht, aftësia për të formuar komplekse është një veti e përgjithshme e elementeve kimike të tabelës periodike; kjo aftësi zvogëlohet në rendin e mëposhtëm: f> d> fq> s.

7.2. PËRCAKTIMI I NGARKESËS SË GRIÇIMEVE KRYESORE TË NJË PËRBËRJE KOMPLEKS

Ngarkesa e sferës së brendshme të një përbërje komplekse është shuma algjebrike e ngarkesave të grimcave që e formojnë atë. Për shembull, madhësia dhe shenja e ngarkesës së një kompleksi përcaktohen si më poshtë. Ngarkesa e jonit të aluminit është +3, ngarkesa totale e gjashtë joneve hidroksid është -6. Prandaj, ngarkesa e kompleksit është (+3) + (-6) = -3 dhe formula e kompleksit është 3-. Ngarkesa e jonit kompleks numerikisht është e barabartë me ngarkesën totale të sferës së jashtme dhe është e kundërt në shenjë. Për shembull, ngarkesa e sferës së jashtme K 3 është +3. Prandaj, ngarkesa e jonit kompleks është -3. Ngarkesa e agjentit kompleks është e barabartë në madhësi dhe e kundërt në shenjë me shumën algjebrike të ngarkesave të të gjitha grimcave të tjera të përbërjes komplekse. Prandaj, në K 3 ngarkesa e jonit të hekurit është +3, pasi ngarkesa totale e të gjitha grimcave të tjera të përbërjes komplekse është (+3) + (-6) = -3.

7.3. NOMENKLATURA E LIDHJEVE KOMPLEKSE

Bazat e nomenklaturës u zhvilluan në veprat klasike të Werner. Në përputhje me to, në një përbërje komplekse fillimisht quhet kationi, dhe më pas anioni. Nëse përbërja është e një lloji jo elektrolit, atëherë quhet me një fjalë. Emri i një joni kompleks shkruhet me një fjalë.

Ligandi neutral emërtohet njësoj si molekula, dhe një "o" i shtohet ligandëve të anionit. Për një molekulë të koordinuar uji, përdoret emërtimi "aqua-". Për të treguar numrin e ligandëve identikë në sferën e brendshme të kompleksit, numrat grekë di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, etj., përdoren si parashtesë përpara emrit të ligandëve. Përdoret parashtesa monone. Ligandët janë renditur sipas rendit alfabetik. Emri i ligandit konsiderohet si një tërësi e vetme. Emri i ligandit pasohet nga emri i atomit qendror me një tregues të gjendjes së oksidimit, e cila tregohet me numra romakë në kllapa. Fjala ammin (me dy "m") është shkruar në lidhje me amoniakun. Për të gjitha aminet e tjera, përdoret vetëm një "m".

C1 3 - klorur heksamine kobalt (III).

C1 3 - klorur akuapentamine kobalt (III).

Cl 2 - klorur pentametilamine klorokobalt (III).

Diamminedbromoplatinum (II).

Nëse joni kompleks është një anion, atëherë emri i tij latin ka mbaresën "am".

(NH 4) 2 - tetrakloropaladat i amonit (II).

K - platinat pentabromoamine kaliumi (IV).

K 2 - tetrarodanokobaltat i kaliumit (II).

Emri i ligandit kompleks zakonisht mbyllet në kllapa.

NO 3 - nitrat dikloro-di-(etilendiamine) kobalt (III).

Br - bromo-tris-(trifenilfosfinë) platin (II) bromid.

Në rastet kur një ligand lidh dy jone qendrore, para emrit të tij përdoret një shkronjë grekeμ.

Ligandë të tillë quhen urë dhe renditen të fundit.

7.4. LIDHJA KIMIKE DHE STRUKTURA E PËRBËRJEVE KOMPLEKSE

Në formimin e komponimeve komplekse, ndërveprimet donator-pranues midis ligandit dhe atomit qendror luajnë një rol të rëndësishëm. Dhuruesi i çiftit elektronik është zakonisht një ligand. Një pranues është një atom qendror që ka orbitale të lira. Kjo lidhje është e fortë dhe nuk prishet kur kompleksi shpërbëhet (jooninik), dhe quhet koordinimi.

Së bashku me lidhjet o, lidhjet π formohen sipas mekanizmit dhurues-pranues. Në këtë rast, dhuruesi është një jon metalik, i cili dhuron d-elektronet e tij të çiftuara një ligandi që ka orbitale vakante energjikisht të favorshme. Lidhjet e tilla quhen dhanore. Ato formohen:

a) për shkak të mbivendosjes së orbitaleve p vakante të metalit me orbitalën d të metalit, e cila përmban elektrone që nuk kanë hyrë në një lidhje σ;

b) kur d-orbitalet vakante të ligandit mbivendosen me d-orbitalet e mbushura të metalit.

Një masë e forcës së tij është shkalla e mbivendosjes së orbitaleve të ligandit dhe atomit qendror. Drejtimi i lidhjeve të atomit qendror përcakton gjeometrinë e kompleksit. Për të shpjeguar drejtimin e lidhjeve, përdoren idetë për hibridizimin e orbitaleve atomike të atomit qendror. Orbitalet hibride të atomit qendror janë rezultat i përzierjes së orbitaleve atomike të pabarabarta, si rezultat, forma dhe energjia e orbitaleve ndryshojnë reciprokisht, dhe formohen orbitale të një forme dhe energjie të re identike. Numri i orbitaleve hibride është gjithmonë i barabartë me numrin e atyre origjinale. Retë hibride janë të vendosura në atom në distancën maksimale nga njëra-tjetra (Tabela 7.1).

Tabela 7.1. Llojet e hibridizimit të orbitaleve atomike të një agjenti kompleks dhe gjeometria e disa përbërjeve komplekse

Struktura hapësinore e kompleksit përcaktohet nga lloji i hibridizimit të orbitaleve të valencës dhe numri i çifteve të vetme të elektroneve që përmbahen në nivelin e energjisë së tij valore.

Efikasiteti i ndërveprimit dhurues-pranues midis ligandit dhe agjentit kompleks dhe, rrjedhimisht, forca e lidhjes ndërmjet tyre (stabiliteti i kompleksit) përcaktohet nga polarizimi i tyre, d.m.th. aftësia për të transformuar predhat e tyre elektronike nën ndikimin e jashtëm. Në bazë të këtij kriteri reagentët ndahen në "e veshtire" ose e ulët e polarizueshme, dhe "i butë" - lehtësisht i polarizueshëm. Polariteti i një atomi, molekule ose joni varet nga madhësia e tij dhe numri i shtresave elektronike. Sa më i vogël të jetë rrezja dhe elektronet e një grimce, aq më pak e polarizuar është ajo. Sa më e vogël të jetë rrezja dhe sa më pak elektrone të ketë një grimcë, aq më keq polarizohet.

Acidet e forta formojnë komplekse të forta (të forta) me atomet elektronegative O, N, F të ligandëve (bazat e forta), dhe acidet e buta formojnë komplekse të forta (të buta) me atomet dhuruese P, S dhe I të ligandëve që kanë elektronegativitet të ulët dhe të lartë. polarizueshmëria. Ne shohim këtu një manifestim të parimit të përgjithshëm të "sikur me të ngjashme".

Jonet e natriumit dhe kaliumit, për shkak të ngurtësisë së tyre, praktikisht nuk formojnë komplekse të qëndrueshme me biosubstrate dhe gjenden në mjedise fiziologjike në formën e komplekseve ujore. Jonet Ca 2 + dhe Mg 2 + formojnë komplekse mjaft të qëndrueshme me proteinat dhe për këtë arsye gjenden në mjedise fiziologjike si në gjendje jonike ashtu edhe në gjendje të lidhur.

Jonet e elementeve d formojnë komplekse të forta me biosubstrate (proteina). Dhe acidet e buta Cd, Pb, Hg janë shumë toksike. Ata formojnë komplekse të forta me proteina që përmbajnë grupe sulfhidrile R-SH:

Joni i cianidit është toksik. Ligandi i butë ndërvepron në mënyrë aktive me d-metalet në komplekse me biosubstrate, duke aktivizuar këto të fundit.

7.5. SHKARTËSIMI I PËRBËRJEVE KOMPLEKSE. STABILITETI I KOMPLEKSEVE. KOMPLEKSE LABILE DHE INERTE

Kur komponimet komplekse treten në ujë, ato zakonisht shpërbëhen në jone të sferës së jashtme dhe të brendshme, si elektrolite të forta, pasi këto jone lidhen në mënyrë jonogjenike, kryesisht nga forcat elektrostatike. Kjo vlerësohet si disociimi primar i komponimeve komplekse.

Shpërbërja dytësore e një përbërje komplekse është shpërbërja e sferës së brendshme në përbërësit e saj. Ky proces ndodh si elektrolite të dobëta, pasi grimcat e sferës së brendshme janë të lidhura në mënyrë jojonike (me lidhje kovalente). Shkëputja është e një natyre hap pas hapi:

Për të karakterizuar në mënyrë cilësore stabilitetin e sferës së brendshme të një përbërjeje komplekse, përdoret një konstante ekuilibri që përshkruan disociimin e plotë të tij, i quajtur konstanta e paqëndrueshmërisë së kompleksit(Kn). Për një anion kompleks, shprehja e konstantës së paqëndrueshmërisë ka formën:

Sa më e ulët të jetë vlera e Kn, aq më e qëndrueshme është sfera e brendshme e përbërjes komplekse, d.m.th. aq më pak shpërbëhet në një tretësirë ​​ujore. Kohët e fundit, në vend të Kn, përdoret vlera e konstantës së stabilitetit (Ku) - reciproku i Kn. Sa më e lartë të jetë vlera Ku, aq më i qëndrueshëm është kompleksi.

Konstantat e stabilitetit bëjnë të mundur parashikimin e drejtimit të proceseve të shkëmbimit të ligandit.

Në një tretësirë ​​ujore, joni metalik ekziston në formën e komplekseve ujore: 2 + - hekur heksakuatik (II), 2 + - bakër tetraaqua (II). Kur shkruajmë formula për jonet e hidratuar, ne nuk tregojmë molekulat e koordinuara të ujit të guaskës së hidratimit, por nënkuptojmë ato. Formimi i një kompleksi midis një joni metalik dhe çdo ligandi konsiderohet si një reagim i zëvendësimit të një molekule uji në sferën e koordinimit të brendshëm nga ky ligand.

Reaksionet e shkëmbimit të ligandit zhvillohen sipas mekanizmit të reaksioneve të tipit S N. Për shembull:

Vlerat e konstantave të qëndrueshmërisë të dhëna në tabelën 7.2 tregojnë se për shkak të procesit të kompleksimit, ndodh një lidhje e fortë e joneve në tretësirat ujore, gjë që tregon efektivitetin e përdorimit të këtij lloji të reaksionit për lidhjen e joneve, veçanërisht me ligandët polidentate.

Tabela 7.2. Stabiliteti i komplekseve të zirkonit

Ndryshe nga reaksionet e shkëmbimit të joneve, formimi i komponimeve komplekse shpesh nuk është një proces pothuajse i menjëhershëm. Për shembull, kur hekuri (III) reagon me acidin nitrilotrimetilenfosfonik, ekuilibri vendoset pas 4 ditësh. Për karakteristikat kinetike të komplekseve, përdoren konceptet e mëposhtme: labile(duke reaguar shpejt) dhe inerte(ngadalë për të reaguar). Komplekset labile, sipas propozimit të G. Taube, konsiderohen ato që shkëmbejnë plotësisht ligandët brenda 1 min në temperaturën e dhomës dhe një përqendrim tretësirë ​​prej 0,1 M. Është e nevojshme të bëhet dallimi i qartë midis koncepteve termodinamike [të fortë (të qëndrueshëm)/ komplekse të brishta (të paqëndrueshme)] dhe kinetike [inerte dhe lakore].

Në komplekset labile, zëvendësimi i ligandit ndodh shpejt dhe ekuilibri vendoset shpejt. Në komplekset inerte, zëvendësimi i ligandit ndodh ngadalë.

Kështu, kompleksi inert 2+ në një mjedis acid është termodinamikisht i paqëndrueshëm: konstanta e paqëndrueshmërisë është 10 -6, dhe kompleksi labile 2- është shumë i qëndrueshëm: konstanta e stabilitetit është 10 -30. Taube e lidh qëndrueshmërinë e komplekseve me strukturën elektronike të atomit qendror. Inertiteti i komplekseve është karakteristik kryesisht për jonet me një shtresë d jo të plotë. Komplekset inerte përfshijnë komplekset Co dhe Cr. Komplekset cianide të shumë kationeve me një nivel të jashtëm s 2 p 6 janë të paqëndrueshme.

7.6. VETITË KIMIKE TË KOMPLEKSEVE

Proceset e kompleksimit ndikojnë praktikisht në vetitë e të gjitha grimcave që formojnë kompleksin. Sa më e lartë të jetë forca e lidhjeve midis ligandit dhe agjentit kompleks, aq më pak shfaqen vetitë e atomit qendror dhe ligandëve në tretësirë ​​dhe aq më të dukshme janë tiparet e kompleksit.

Komponimet komplekse shfaqin aktivitet kimik dhe biologjik si rezultat i mosngopjes së koordinimit të atomit qendror (ka orbitale të lira) dhe pranisë së çifteve të lira elektronike të ligandëve. Në këtë rast, kompleksi ka veti elektrofilike dhe nukleofile që ndryshojnë nga vetitë e atomit qendror dhe ligandëve.

Është e nevojshme të merret parasysh ndikimi i strukturës së guaskës hidratuese të kompleksit në aktivitetin kimik dhe biologjik. Procesi i edukimit

Formimi i komplekseve ndikon në vetitë acido-bazike të përbërjes komplekse. Formimi i acideve komplekse shoqërohet me një rritje të forcës së acidit ose bazës, përkatësisht. Kështu, kur acidet komplekse formohen nga ato të thjeshta, energjia e lidhjes me jonet H + zvogëlohet dhe forca e acidit rritet në përputhje me rrethanat. Nëse joni OH - ndodhet në sferën e jashtme, atëherë lidhja midis kationit kompleks dhe jonit hidroksid të sferës së jashtme zvogëlohet, dhe vetitë themelore të kompleksit rriten. Për shembull, hidroksidi i bakrit Cu(OH) 2 është një bazë e dobët, pak e tretshme. Kur ekspozohet ndaj amoniakut, formohet amoniaku i bakrit (OH) 2. Dendësia e ngarkesës 2+ në krahasim me Cu 2+ zvogëlohet, lidhja me jonet OH - dobësohet dhe (OH) 2 sillet si një bazë e fortë. Vetitë acido-bazike të ligandëve të lidhur me një agjent kompleks zakonisht janë më të theksuara sesa vetitë e tyre acid-bazë në gjendje të lirë. Për shembull, hemoglobina (Hb) ose oksihemoglobina (HbO 2) shfaqin veti acidike për shkak të grupeve të lira karboksil të proteinës së globinës, e cila është ligandi HHb ↔ H + + Hb -. Në të njëjtën kohë, anioni i hemoglobinës, për shkak të amino grupeve të proteinës së globinës, shfaq veti themelore dhe për këtë arsye lidh oksidin acid CO 2 për të formuar anionin karbaaminohemoglobin (HbCO 2 -): CO 2 + Hb - ↔ HbCO 2 - .

Komplekset shfaqin veti redoks për shkak të transformimeve redoks të agjentit kompleks, i cili formon gjendje të qëndrueshme oksidimi. Procesi i kompleksimit ndikon fuqishëm në vlerat e potencialeve të reduktimit të elementeve d. Nëse forma e reduktuar e kationeve formon një kompleks më të qëndrueshëm me një ligand të caktuar sesa forma e tij e oksiduar, atëherë potenciali rritet. Një rënie e potencialit ndodh kur forma e oksiduar formon një kompleks më të qëndrueshëm. Për shembull, nën ndikimin e agjentëve oksidues: nitritet, nitratet, NO 2, H 2 O 2, hemoglobina shndërrohet në methemoglobinë si rezultat i oksidimit të atomit qendror.

Orbitali i gjashtë përdoret në formimin e oksihemoglobinës. E njëjta orbitale është e përfshirë në formimin e lidhjeve me monoksidin e karbonit. Si rezultat, formohet një kompleks makrociklik me hekur - karboksihemoglobina. Ky kompleks është 200 herë më i qëndrueshëm se kompleksi hekur-oksigjen në hem.

Oriz. 7.1. Transformimet kimike të hemoglobinës në trupin e njeriut. Skema nga libri: Slesarev V.I. Bazat e kimisë së gjallë, 2000

Formimi i joneve komplekse ndikon në aktivitetin katalitik të joneve komplekse. Në disa raste, aktiviteti rritet. Kjo është për shkak të formimit të sistemeve të mëdha strukturore në zgjidhje që mund të marrin pjesë në krijimin e produkteve të ndërmjetme dhe të zvogëlojnë energjinë e aktivizimit të reaksionit. Për shembull, nëse Cu 2+ ose NH 3 i shtohet H 2 O 2, procesi i dekompozimit nuk përshpejtohet. Në prani të kompleksit 2+, i cili formohet në një mjedis alkalik, dekompozimi i peroksidit të hidrogjenit përshpejtohet me 40 milion herë.

Pra, mbi hemoglobinën mund të konsiderojmë vetitë e komponimeve komplekse: acid-bazë, kompleksim dhe redoks.

7.7. KLASIFIKIMI I LIDHJEVE KOMPLEKSE

Ekzistojnë disa sisteme për klasifikimin e përbërjeve komplekse, të cilat bazohen në parime të ndryshme.

1. Sipas përbërjes komplekse që i përket një klase të caktuar përbërjesh:

Acidet komplekse H 2;

Baza komplekse OH;

Kripërat komplekse K4.

2. Për nga natyra e ligandit: komplekset akua, amoniaku, komplekset acide (anionet e acideve të ndryshme, K 4 veprojnë si ligandë; komplekset hidroksole (grupet hidroksile, K 3 veprojnë si ligandë); komplekset me ligandë makrociklikë, brenda të cilave atom.

3.Sipas shenjës së ngarkesës së kompleksit: kationik - kation kompleks në përbërjen komplekse Cl 3; anion - anion kompleks në përbërjen komplekse K; neutral - ngarkesa e kompleksit është 0. Komponimi kompleks nuk ka sferë të jashtme p.sh. Kjo është një formulë e ilaçeve kundër kancerit.

4.Sipas strukturës së brendshme të kompleksit:

a) në varësi të numrit të atomeve të agjentit kompleks: mononukleare- grimca komplekse përmban një atom të një agjenti kompleksues, për shembull Cl 3; me shumë bërthama- grimca komplekse përmban disa atome të një agjenti kompleks - një kompleks hekur-proteinë:

b) në varësi të numrit të llojeve të ligandëve dallohen komplekset: homogjene (ligand i vetëm), që përmban një lloj ligandi, për shembull 2+, dhe të ndryshëm (shumë ligandë)- dy lloje ligandësh ose më shumë, për shembull Pt(NH 3) 2 Cl 2. Kompleksi përfshin ligandët NH 3 dhe Cl-. Komponimet komplekse që përmbajnë ligandë të ndryshëm në sferën e brendshme karakterizohen nga izomerizmi gjeometrik, kur, me të njëjtën përbërje të sferës së brendshme, ligandët në të ndodhen ndryshe në raport me njëri-tjetrin.

Izomerët gjeometrikë të përbërjeve komplekse ndryshojnë jo vetëm në vetitë fizike dhe kimike, por edhe në aktivitetin biologjik. Izomeri cis i Pt(NH 3) 2 Cl 2 ka një aktivitet të theksuar antitumoral, por izomeri trans jo;

c) në varësi të denticitetit të ligandëve që formojnë komplekse mononukleare, mund të dallohen grupet:

Komplekset mononukleare me ligandë monodentate, për shembull 3+;

Komplekset mononukleare me ligandë polidentate. Komponimet komplekse me ligandë polidentate quhen komponimet kelate;

d) format ciklike dhe aciklike të përbërjeve komplekse.

7.8. KOMPLEKSE KELATE. KOMPLEKSONE. KOMPLEKSONAT

Strukturat ciklike që formohen si rezultat i shtimit të një joni metalik në dy ose më shumë atome dhuruese që i përkasin një molekule të agjentit kelues quhen komponimet kelate. Për shembull, glicinati i bakrit:

Në to, agjenti kompleks, si të thuash, çon në ligand, është i mbuluar me lidhje, si kthetrat, prandaj, duke qenë të barabarta gjërat e tjera, ato kanë stabilitet më të lartë se komponimet që nuk përmbajnë unaza. Ciklet më të qëndrueshme janë ato që përbëhen nga pesë ose gjashtë lidhje. Ky rregull u formulua për herë të parë nga L.A. Çugaev. Diferenca

quhet qëndrueshmëria e kompleksit kelat dhe qëndrueshmëria e analogut jociklik të tij efekti i kelimit.

Ligandët polidentate, të cilët përmbajnë 2 lloje grupesh, veprojnë si agjentë kelues:

1) grupe të afta për të formuar lidhje polare kovalente për shkak të reaksioneve të shkëmbimit (dhuruesit e protoneve, pranuesit e çifteve elektronike) -CH 2 COOH, -CH 2 PO(OH) 2, -CH 2 SO 2 OH, - grupet acide (qendra);

2) grupet e dhuruesve të çifteve elektronike: ≡N, >NH, >C=O, -S-, -OH, - grupet kryesore (qendrat).

Nëse ligande të tillë ngopin sferën e koordinimit të brendshëm të kompleksit dhe neutralizojnë plotësisht ngarkesën e jonit metalik, atëherë komponimet quhen brenda kompleksit. Për shembull, glicinati i bakrit. Nuk ka asnjë sferë të jashtme në këtë kompleks.

Një grup i madh substancash organike që përmbajnë qendra bazike dhe acidike në molekulë quhen komplekset. Këto janë acide polibazike. Komponimet kelate të formuara nga komplekset kur ndërveprojnë me jonet metalike quhen kompleksonate, për shembull kompleksonat magnezi me acid etilendiaminetraacetik:

Në tretësirën ujore, kompleksi ekziston në formë anionike.

Kompleksonet dhe kompleksonatet janë një model i thjeshtë i përbërjeve më komplekse të organizmave të gjallë: aminoacide, polipeptide, proteina, acide nukleike, enzima, vitamina dhe shumë komponime të tjera endogjene.

Aktualisht, prodhohet një gamë e madhe kompleksesh sintetike me grupe të ndryshme funksionale. Formulat e komplekseve kryesore janë paraqitur më poshtë:

Kompleksonët, në kushte të caktuara, mund të sigurojnë çifte të vetme elektronesh (disa) për të formuar një lidhje koordinimi me një jon metalik (s-, p- ose d-element). Si rezultat, formohen komponime të qëndrueshme të tipit kelate me unaza 4-, 5-, 6- ose 8-anëtaresh. Reagimi ndodh në një gamë të gjerë pH. Në varësi të pH, natyrës së agjentit kompleks dhe raportit të tij me ligand, formohen kompleksonate me forcë dhe tretshmëri të ndryshme. Kimia e formimit të kompleksonateve mund të përfaqësohet me ekuacione duke përdorur shembullin e kripës së natriumit EDTA (Na 2 H 2 Y ), e cila disociohet në një tretësirë ​​ujore: Na 2 H 2 Y → 2Na + + H 2 Y 2-, dhe joni H 2 Y 2- ndërvepron me jonet e metaleve, pavarësisht nga shkalla e oksidimit të kationit metalik, më së shpeshti një jon metalik ndërvepron me një molekulë kompleksoni (1:1). Reaksioni vazhdon në mënyrë sasiore (Kp >10 9).

Kompleksonet dhe kompleksonatet shfaqin veti amfoterike në një gamë të gjerë pH, aftësinë për të marrë pjesë në reaksionet e reduktimit të oksidimit, formimin e kompleksit, për të formuar komponime me veti të ndryshme në varësi të shkallës së oksidimit të metalit, ngopjes së tij koordinuese dhe kanë veti elektrofile dhe nukleofile. . E gjithë kjo përcakton aftësinë për të lidhur një numër të madh grimcash, gjë që lejon një sasi të vogël reagjenti të zgjidhë probleme të mëdha dhe të ndryshme.

Një avantazh tjetër i pamohueshëm i komplekseve dhe kompleksonateve është toksiciteti i tyre i ulët dhe aftësia për të kthyer grimcat toksike.

në toksike të ulët apo edhe biologjikisht aktive. Produktet e shkatërrimit të kompleksonateve nuk grumbullohen në trup dhe janë të padëmshëm. Tipari i tretë i kompleksonateve është mundësia e përdorimit të tyre si burim mikroelementesh.

Rritja e tretshmërisë është për faktin se mikroelementi futet në një formë biologjikisht aktive dhe ka përshkueshmëri të lartë të membranës.

7.9. Kompleksonatet e metalit që përmbajnë fosfor - NJË FORM EFEKTIVE E KONVERTIMIT TË MIKRO-DHE MAKROELEMENTEVE NË GJENDJE BIOLOGJIKISHT AKTIVE DHE NJË MODEL PËR STUDIMIN E VEPRIMIT BIOLOGJIK TË ELEMENTIT

Koncepti aktiviteti biologjik mbulon një gamë të gjerë dukurish. Nga pikëpamja e efekteve kimike, substancat biologjikisht aktive (BAS) në përgjithësi kuptohen si substanca që mund të veprojnë në sistemet biologjike, duke rregulluar funksionet e tyre jetësore.

Aftësia për të pasur një efekt të tillë interpretohet si aftësia për të shfaqur aktivitet biologjik. Rregullimi mund të shfaqet në efektet e stimulimit, frenimit, zhvillimit të efekteve të caktuara. Manifestimi ekstrem i aktivitetit biologjik është veprim biocid, kur si pasojë e ndikimit të një lënde biocide në organizëm, ky i fundit vdes. Në përqendrime më të ulëta, në shumicën e rasteve, biocidet kanë një efekt stimulues dhe jo vdekjeprurës në organizmat e gjallë.

Aktualisht njihen një numër i madh i substancave të tilla. Megjithatë, në shumë raste, përdorimi i substancave të njohura biologjikisht aktive përdoret në mënyrë të pamjaftueshme, shpesh me një efektivitet larg nga maksimumi, dhe përdorimi shpesh çon në efekte anësore që mund të eliminohen duke futur modifikues në substancat biologjikisht aktive.

Kompleksonatet që përmbajnë fosfor formojnë komponime me veti të ndryshme në varësi të natyrës, shkallës së oksidimit të metalit, ngopjes së koordinimit, përbërjes dhe strukturës së guaskës hidratimi. E gjithë kjo përcakton polifunksionalitetin e kompleksonateve, aftësinë e tyre unike të veprimit substoichiometrik,

efekti i përbashkët jonik dhe ofron aplikim të gjerë në mjekësi, biologji, ekologji dhe në sektorë të ndryshëm të ekonomisë kombëtare.

Kur një kompleks koordinohet nga një jon metalik, ndodh një rishpërndarje e densitetit të elektroneve. Për shkak të pjesëmarrjes së një çifti elektronik të vetëm në ndërveprimin dhurues-pranues, densiteti elektronik i ligandit (kompleksoni) zhvendoset në atomin qendror. Një rënie në ngarkesën relative negative në ligand ndihmon në reduktimin e zmbrapsjes së Kulombit të reaktantëve. Prandaj, ligandi i koordinuar bëhet më i arritshëm për t'u sulmuar nga një reagjent nukleofilik që ka një densitet elektronik të tepërt në qendrën e reagimit. Zhvendosja e densitetit të elektroneve nga kompleksoni në jonin metalik çon në një rritje relative të ngarkesës pozitive të atomit të karbonit, dhe për rrjedhojë në një sulm më të lehtë nga reagjenti nukleofilik, joni hidroksil. Kompleksi i hidroksiluar, ndër enzimat që katalizojnë proceset metabolike në sistemet biologjike, zë një nga vendet qendrore në mekanizmin e veprimit enzimatik dhe detoksifikimit të trupit. Si rezultat i ndërveprimit shumëpikësh të enzimës me substratin, ndodh një orientim që siguron konvergjencën e grupeve aktive në qendrën aktive dhe kalimin e reaksionit në modalitetin intramolekular, përpara se të fillojë reaksioni dhe të formohet gjendja e tranzicionit. , i cili siguron funksionin enzimatik të FCM. Ndryshimet konformative mund të ndodhin në molekulat e enzimës. Koordinimi krijon kushte shtesë për ndërveprimin redoks midis jonit qendror dhe ligandit, pasi vendoset një lidhje e drejtpërdrejtë midis agjentit oksidues dhe agjentit reduktues, duke siguruar transferimin e elektroneve. Komplekset e metaleve në tranzicion FCM mund të karakterizohen nga tranzicione elektronike të llojeve L-M, M-L, M-L-M, të cilat përfshijnë orbitalet e metalit (M) dhe ligandëve (L), të cilët janë përkatësisht të lidhur në kompleks nga lidhjet dhurues-pranues. Komplekset mund të shërbejnë si një urë përgjatë së cilës elektronet e komplekseve shumëbërthamore lëkunden midis atomeve qendrore të elementeve të njëjtë ose të ndryshëm në gjendje të ndryshme oksidimi (komplekset e transferimit të elektroneve dhe protoneve). Kompleksone përcaktojnë vetitë reduktuese të kompleksonateve të metaleve, gjë që u lejon atyre të shfaqin veti të larta antioksiduese, adaptogjene dhe funksione homeostatike.

Pra, komplekset konvertojnë mikroelementet në një formë biologjikisht aktive të arritshme për trupin. Ato formohen të qëndrueshme

grimca të ngopura më të koordinuara, të paaftë për të shkatërruar biokomplekset, dhe për këtë arsye forma me toksicitet të ulët. Kompleksonatet kanë një efekt të dobishëm në rastet e prishjes së homeostazës së mikroelementeve në organizëm. Jonet e elementeve të tranzicionit në formë kompleksonate veprojnë në trup si një faktor që përcakton ndjeshmërinë e lartë të qelizave ndaj elementëve gjurmë përmes pjesëmarrjes së tyre në krijimin e një gradienti të lartë të përqendrimit dhe potencialit membranor. Kompleksonatet e metaleve kalimtare FCM kanë veti bioreguluese.

Prania e qendrave acidike dhe bazike në përbërjen e FCM siguron vetitë amfoterike dhe pjesëmarrjen e tyre në ruajtjen e ekuilibrit acido-bazik (gjendja izohidrike).

Me një rritje të numrit të grupeve fosfonike në kompleks, përbërja dhe kushtet për formimin e komplekseve të tretshëm dhe të dobët të tretshëm ndryshojnë. Një rritje në numrin e grupeve fosfonike favorizon formimin e komplekseve të dobëta të tretshme në një gamë më të gjerë pH dhe zhvendos rajonin e ekzistencës së tyre në rajonin acid. Zbërthimi i komplekseve ndodh në pH mbi 9.

Studimi i proceseve të formimit kompleks me komplekse bëri të mundur zhvillimin e metodave për sintezën e bioregulatorëve:

Stimuluesit e rritjes me veprim të gjatë në formë kimike koloidale janë komponime homo- dhe heterokomplekse polinukleare të titanit dhe hekurit;

Stimuluesit e rritjes në formë të tretshme në ujë. Këto janë kompleksonate të titanit me shumë ligandë të bazuara në kompleksone dhe një ligand inorganik;

Frenuesit e rritjes janë kompleksonate të elementeve s që përmbajnë fosfor.

Efekti biologjik i barnave të sintetizuara në rritje dhe zhvillim u studiua në eksperimente kronike mbi bimët, kafshët dhe njerëzit.

Biorerregullimi- ky është një drejtim i ri shkencor që ju lejon të rregulloni drejtimin dhe intensitetin e proceseve biokimike, të cilat mund të përdoren gjerësisht në mjekësi, blegtori dhe prodhimin e bimëve. Ajo shoqërohet me zhvillimin e metodave për rivendosjen e funksionit fiziologjik të trupit me qëllim parandalimin dhe trajtimin e sëmundjeve dhe patologjive të lidhura me moshën. Komplekset dhe komponimet komplekse të bazuara në to mund të klasifikohen si komponime premtuese biologjikisht aktive. Studimi i veprimit të tyre biologjik në një eksperiment kronik tregoi se kimia u dorëzua në duart e mjekëve,

Mbarështuesit e bagëtive, agronomët dhe biologët kanë një mjet të ri premtues që u lejon atyre të ndikojnë në mënyrë aktive në një qelizë të gjallë, të rregullojnë kushtet ushqyese, rritjen dhe zhvillimin e organizmave të gjallë.

Një studim i toksicitetit të kompleksoneve dhe kompleksonateve të përdorur tregoi një mungesë të plotë të ndikimit të barnave në organet hematopoietike, presionin e gjakut, ngacmueshmërinë, ritmin e frymëmarrjes: nuk u vunë re ndryshime në funksionin e mëlçisë, asnjë efekt toksikologjik në morfologjinë e indeve dhe organet u zbuluan. Kripa e kaliumit e HEDP nuk është toksike në një dozë 5-10 herë më të lartë se doza terapeutike (10-20 mg/kg) kur studiohet për 181 ditë. Rrjedhimisht, komplekset janë komponime me toksicitet të ulët. Ato përdoren si ilaçe për të luftuar sëmundjet virale, helmimet me metale të rënda dhe elementë radioaktivë, çrregullime të metabolizmit të kalciumit, sëmundje endemike dhe çekuilibër të mikroelementeve në trup. Komplekset dhe kompleksonatet që përmbajnë fosfor nuk i nënshtrohen fotolizës.

Ndotja progresive e mjedisit me metale të rënda - produkte të veprimtarisë ekonomike njerëzore - është një faktor mjedisor që vepron vazhdimisht. Ato mund të grumbullohen në trup. Teprica dhe mungesa e tyre shkaktojnë dehje të trupit.

Kompleksonatet metalikë ruajnë një efekt chelating në ligand (kompleksonin) në trup dhe janë të domosdoshëm për ruajtjen e homeostazës së ligandit metalik. Metalet e rënda të inkorporuara neutralizohen në një masë të caktuar në trup, dhe kapaciteti i ulët i resorbimit pengon transferimin e metaleve përgjatë zinxhirëve trofikë, si rezultat, kjo çon në një "biominimizim" të caktuar të efektit të tyre toksik, i cili është veçanërisht i rëndësishëm për Uralin. Rajon. Për shembull, joni i lirë i plumbit është një helm për tiol dhe kompleksonati i fortë i plumbit me acid etilendiaminetraacetik është me toksic të ulët. Prandaj, detoksifikimi i bimëve dhe kafshëve përfshin përdorimin e kompleksonateve metalike. Ai bazohet në dy parime termodinamike: aftësinë e tyre për të formuar lidhje të forta me grimcat toksike, duke i kthyer ato në komponime që janë pak të tretshme ose të qëndrueshme në një tretësirë ​​ujore; paaftësia e tyre për të shkatërruar biokomplekset endogjene. Në këtë drejtim, ne e konsiderojmë terapinë komplekse të bimëve dhe kafshëve një drejtim të rëndësishëm në luftën kundër eko-helmimeve dhe marrjen e produkteve miqësore me mjedisin.

Është kryer një studim mbi efektin e trajtimit të bimëve me kompleksonate të metaleve të ndryshme nën teknologjinë e kultivimit intensiv

patate në përbërjen mikroelementore të zhardhokëve të patates. Mostrat e zhardhokëve përmbanin 105-116 mg/kg hekur, 16-20 mg/kg mangan, 13-18 mg/kg bakër dhe 11-15 mg/kg zink. Raporti dhe përmbajtja e mikroelementeve janë tipike për indet bimore. Zhardhokët e rritur me dhe pa përdorimin e kompleksonateve metalike kanë pothuajse të njëjtën përbërje elementare. Përdorimi i kelateve nuk krijon kushte për akumulimin e metaleve të rënda në zhardhokët. Kompleksonatet, në një masë më të vogël se jonet metalike, thithen nga toka dhe janë rezistente ndaj efekteve të saj mikrobiologjike, gjë që u lejon atyre të qëndrojnë në tretësirën e tokës për një kohë të gjatë. Pasojat janë 3-4 vjet. Ato kombinohen mirë me pesticide të ndryshme. Metali në kompleks ka toksicitet më të ulët. Kompleksone metalike që përmbajnë fosfor nuk irritojnë mukozën e syve dhe nuk e dëmtojnë lëkurën. Vetitë sensibilizuese nuk janë identifikuar, vetitë kumulative të kompleksonateve të titanit nuk janë të shprehura dhe në disa raste ato shprehen shumë dobët. Koeficienti i kumulimit është 0,9-3,0, që tregon një rrezik të ulët potencial të helmimit kronik me ilaçe.

Komplekset që përmbajnë fosfor bazohen në lidhjen fosfor-karbon (C-P), e cila gjendet edhe në sistemet biologjike. Është pjesë e fosfonolipideve, fosfonoglikaneve dhe fosfoproteinave të membranave qelizore. Lipidet që përmbajnë komponime aminofosfonike janë rezistente ndaj hidrolizës enzimatike dhe sigurojnë stabilitet dhe, rrjedhimisht, funksionimin normal të membranave të jashtme qelizore. Analogët sintetikë të pirofosfateve - difosfonatet (P-S-P) ose (P-C-S-P) në doza të mëdha prishin metabolizmin e kalciumit, dhe në doza të vogla e normalizojnë atë. Difosfonatet janë efektive kundër hiperlipemisë dhe janë premtuese nga pikëpamja farmakologjike.

Difosfonatet që përmbajnë lidhje P-C-P janë elementë strukturorë të biosistemit. Ato janë biologjikisht efektive dhe janë analoge të pirofosfateve. Bisfosfonatet janë treguar të jenë trajtime efektive për sëmundje të ndryshme. Bisfosfonatet janë frenues aktivë të mineralizimit dhe resorbimit të kockave. Kompleksonët konvertojnë mikroelementet në një formë biologjikisht aktive të arritshme për trupin, formojnë grimca të qëndrueshme, më të ngopura me koordinim që nuk janë në gjendje të shkatërrojnë biokomplekset, dhe për këtë arsye forma me toksike të ulët. Ato përcaktojnë ndjeshmërinë e lartë të qelizave ndaj elementëve gjurmë, duke marrë pjesë në formimin e një gradienti të lartë përqendrimi. Të aftë për të marrë pjesë në formimin e komponimeve multinukleare të heteronukleuseve të titanit

të një lloji të ri - komplekset e transferimit të elektroneve dhe protoneve, marrin pjesë në bioregulimin e proceseve metabolike, rezistencën e trupit, aftësinë për të formuar lidhje me grimcat toksike, duke i kthyer ato në komplekse endogjene pak të tretshme ose të tretshme, të qëndrueshme, jo shkatërruese. Prandaj, përdorimi i tyre për detoksifikimin, eliminimin nga trupi, marrjen e produkteve miqësore me mjedisin (terapia komplekse), si dhe në industri për rigjenerimin dhe asgjësimin e mbetjeve industriale të acideve inorganike dhe kripërave të metaleve kalimtare është shumë premtues.

7.10. KËMBIMI I LIGANDIT DHE KËMBIMI I METALEVE

EKUILIBRI. KELATOTERAPI

Nëse sistemi ka disa ligandë me një jon metalik ose disa jone metalikë me një ligand të aftë për të formuar komponime komplekse, atëherë vërehen procese konkurruese: në rastin e parë, ekuilibri i shkëmbimit të ligandit është konkurrenca midis ligandëve për jonin metalik, në rastin e dytë. , ekuilibri i shkëmbimit të metaleve është konkurrenca midis joneve metalike për ligand. Procesi i formimit të kompleksit më të qëndrueshëm do të mbizotërojë. Për shembull, tretësira përmban jone: magnez, zink, hekur (III), bakër, krom (II), hekur (II) dhe mangan (II). Kur një sasi e vogël e acidit etilendiaminetraacetik (EDTA) futet në këtë tretësirë, ndodh konkurrenca midis joneve metalike dhe lidhjes së hekurit (III) në një kompleks, pasi ai formon kompleksin më të qëndrueshëm me EDTA.

Në trup, ndërveprimi i biometaleve (Mb) dhe bioligandëve (Lb), formimi dhe shkatërrimi i biokomplekseve vitale (MbLb) ndodh vazhdimisht:

Në trupin e njeriut, kafshëve dhe bimëve ekzistojnë mekanizma të ndryshëm për mbrojtjen dhe ruajtjen e këtij ekuilibri nga ksenobiotikë të ndryshëm (substanca të huaja), duke përfshirë jonet e metaleve të rënda. Jonet e metaleve të rënda që nuk janë komplekse dhe komplekset e tyre hidrokso janë grimca toksike (Mt). Në këto raste, së bashku me ekuilibrin natyror metal-ligand, mund të lindë një ekuilibër i ri, me formimin e komplekseve të huaja më të qëndrueshme që përmbajnë metale toksike (MtLb) ose ligande toksike (MbLt), të cilat nuk funksionojnë.

funksionet e nevojshme biologjike. Kur grimcat toksike ekzogjene hyjnë në trup, lindin ekuilibra të kombinuara dhe, si rezultat, ndodh konkurrenca e proceseve. Procesi mbizotërues do të jetë ai që çon në formimin e përbërjes komplekse më të qëndrueshme:

Çrregullimet në homeostazën e ligandit metalik shkaktojnë shqetësime metabolike, pengojnë aktivitetin e enzimës, shkatërrojnë metabolitët e rëndësishëm si ATP, membranat qelizore dhe prishin gradientin e përqendrimit të joneve në qeliza. Prandaj, krijohen sisteme të mbrojtjes artificiale. Terapia kelative (terapia komplekse) zë vendin e saj të merituar në këtë metodë.

Terapia e kelimit është heqja e grimcave toksike nga trupi, bazuar në kelimin e tyre me kompleksonate të elementeve s. Barnat që përdoren për të hequr grimcat toksike të inkorporuara në trup quhen detoksifikues.(Lg). Kelimi i grimcave toksike me kompleksonate metalike (Lg) konverton jonet metalike toksike (Mt) në forma të lidhura jo toksike (MtLg) të përshtatshme për sekuestrim dhe depërtim në membranë, transport dhe ekskretim nga trupi. Ato ruajnë një efekt chelating në trup si për ligandin (kompleksonin) ashtu edhe për jonin metalik. Kjo siguron homeostazën e ligandit metalik të trupit. Prandaj, përdorimi i kompleksonateve në mjekësi, blegtori dhe prodhimin e bimëve siguron detoksifikimin e trupit.

Parimet bazë termodinamike të terapisë së kelimit mund të formulohen në dy pozicione.

I. Detoksikanti (Lg) duhet të lidhë në mënyrë efektive jonet toksike (Mt, Lt), komponimet e sapoformuara (MtLg) duhet të jenë më të forta se ato që ekzistonin në trup:

II. Detoksifikuesi nuk duhet të shkatërrojë komponimet komplekse jetike (MbLb); Komponimet që mund të formohen gjatë ndërveprimit të një detoksikuesi dhe joneve biometrike (MbLg) duhet të jenë më pak të qëndrueshme se ato që ekzistojnë në trup:

7.11. APLIKIMI I KOMPLEKSONEVE DHE KOMPLEKSONATEVE NË Mjekësi

Molekulat komplekse praktikisht nuk i nënshtrohen ndarjes ose ndonjë ndryshimi në mjedisin biologjik, që është tipari i tyre i rëndësishëm farmakologjik. Kompleksonët janë të patretshëm në lipide dhe shumë të tretshëm në ujë, kështu që nuk depërtojnë ose depërtojnë dobët nëpër membranat qelizore dhe për rrjedhojë: 1) nuk ekskretohen nga zorrët; 2) përthithja e agjentëve kompleks ndodh vetëm kur ato injektohen (vetëm penicilamina merret nga goja); 3) në trup, komplekset qarkullojnë kryesisht në hapësirën jashtëqelizore; 4) ekskretimi nga trupi kryhet kryesisht përmes veshkave. Ky proces ndodh shpejt.

Substancat që eliminojnë efektet e helmeve në strukturat biologjike dhe çaktivizojnë helmet përmes reaksioneve kimike quhen antidot.

Një nga antidotet e para të përdorura në terapinë e kelimit ishte anti-lewiziti britanik (BAL). Unithiol aktualisht përdoret:

Ky ilaç largon në mënyrë efektive arsenikun, merkurin, kromin dhe bismutin nga trupi. Më të përdorurat për helmimin me zink, kadmium, plumb dhe merkur janë komplekset dhe kompleksonatet. Përdorimi i tyre bazohet në formimin e komplekseve më të forta me jone metalike sesa komplekset e të njëjtëve jone me grupe proteinash, aminoacidesh dhe karbohidratesh që përmbajnë squfur. Për të hequr plumbin, përdoren preparate me bazë EDTA. Futja e barnave në trup në doza të mëdha është e rrezikshme, pasi ato lidhin jonet e kalciumit, gjë që çon në ndërprerje të shumë funksioneve. Prandaj përdorin tetacina(CaNa 2 EDTA), i cili përdoret për të hequr plumbin, kadmiumin, merkurin, itrin, ceriumin dhe metalet e tjera të tokës së rralla dhe kobaltin.

Që nga përdorimi i parë terapeutik i thetacines në vitin 1952, ky medikament ka gjetur përdorim të gjerë në klinikën e sëmundjeve profesionale dhe vazhdon të jetë një antidot i domosdoshëm. Mekanizmi i veprimit të thetacin është shumë interesant. Jonet toksike zhvendosin jonin e koordinuar të kalciumit nga thetakina për shkak të formimit të lidhjeve më të forta me oksigjenin dhe EDTA. Joni i kalciumit, nga ana tjetër, zhvendos dy jonet e mbetura të natriumit:

Thetacin administrohet në trup në formën e një zgjidhje 5-10%, baza e së cilës është tretësira e kripur. Pra, tashmë 1.5 orë pas injektimit intraperitoneal, 15% e dozës së administruar të thetacinës mbetet në trup, pas 6 orësh - 3%, dhe pas 2 ditësh - vetëm 0.5%. Ilaçi vepron në mënyrë efektive dhe shpejt kur përdoret metoda e inhalimit të administrimit të tetacinës. Përthithet shpejt dhe qarkullon në gjak për një kohë të gjatë. Përveç kësaj, thetacin përdoret për të mbrojtur kundër gangrenës me gaz. Ai pengon veprimin e joneve të zinkut dhe kobaltit, të cilët janë aktivizues të enzimës lecithinase, e cila është një toksinë e gangrenës së gazit.

Lidhja e substancave toksike nga thetacina në një kompleks kelate me toksic të ulët dhe më të qëndrueshëm, i cili nuk shkatërrohet dhe ekskretohet lehtësisht nga trupi përmes veshkave, siguron detoksifikim dhe ushqim të ekuilibruar mineral. Afër strukturës dhe përbërjes me para-

paratam EDTA është kripë kalciumi natriumi e acidit dietilentriaminë-pentaacetik (CaNa 3 DTPA) - pentacina dhe kripë natriumi e acidit dietilentriaminepentafosfonik (Na 6 DTPP) - trimefa-cin. Pentacina përdoret kryesisht për helmimin me komponime të hekurit, kadmiumit dhe plumbit, si dhe për heqjen e radionuklideve (teknetium, plutonium, uranium).

Kripë natriumi e acidit etilendiaminedizopropilfosfonik (CaNa 2 EDTP) fosfikinë përdoret me sukses për të hequr merkurin, plumbin, beriliumin, manganin, aktinidet dhe metalet e tjera nga trupi. Kompleksonatet janë shumë efektive në largimin e disa anioneve toksike. Për shembull, etilendiaminetraacetati i kobaltit (II), i cili formon një kompleks ligand të përzier me CN -, mund të rekomandohet si një antidot për helmimin me cianid. Një parim i ngjashëm qëndron në themel të metodave për heqjen e substancave organike toksike, duke përfshirë pesticidet që përmbajnë grupe funksionale me atome dhuruese të aftë për të bashkëvepruar me metalin kompleks.

Një ilaç efektiv është succimer(acidi dimerkaptosukcinik, acidi dimerkaptosukcinik, kemet). Lidh fort pothuajse të gjithë helmuesit (Hg, As, Pb, Cd), por largon jonet e elementeve biogjene (Cu, Fe, Zn, Co) nga trupi, kështu që pothuajse nuk përdoret kurrë.

Kompleksonatet që përmbajnë fosfor janë frenues të fuqishëm të formimit të kristaleve të fosfateve dhe oksalateve të kalciumit. Xidifon, një kripë kalium-natriumi e HEDP, është propozuar si një ilaç anti-kalcifikues në trajtimin e urolithiasis. Përveç kësaj, difosfonatet, në doza minimale, rrisin përfshirjen e kalciumit në indin kockor dhe parandalojnë çlirimin e tij patologjik nga kockat. HEDP dhe difosfonate të tjera parandalojnë lloje të ndryshme të osteoporozës, duke përfshirë osteodistrofinë renale, periodontale

shkatërrimi, si dhe shkatërrimi i kockave të transplantuara te kafshët. Efekti antiaterosklerotik i HEDP është përshkruar gjithashtu.

Në SHBA, një sërë difosfonatesh, veçanërisht HEDP, janë propozuar si farmaceutikë për trajtimin e njerëzve dhe kafshëve që vuajnë nga kanceri metastatik i kockave. Duke rregulluar përshkueshmërinë e membranës, bisfosfonatet nxisin transportin e barnave antitumorale në qelizë, dhe rrjedhimisht trajtimin efektiv të sëmundjeve të ndryshme onkologjike.

Një nga problemet urgjente të mjekësisë moderne është detyra e diagnostikimit të shpejtë të sëmundjeve të ndryshme. Në këtë aspekt, me interes të padyshimtë është një klasë e re e barnave që përmbajnë katione që mund të kryejnë funksionet e një sondë - magnetorelaksimi radioaktiv dhe etiketat fluoreshente. Radioizotopet e disa metaleve përdoren si përbërës kryesorë të radiofarmaceutikëve. Khelimi i kationeve të këtyre izotopeve me komplekse bën të mundur rritjen e pranueshmërisë toksikologjike të tyre për trupin, lehtësimin e transportit të tyre dhe sigurimin, brenda kufijve të caktuar, selektivitetin e përqendrimit në organe të caktuara.

Shembujt e dhënë në asnjë mënyrë nuk shterojnë shumëllojshmërinë e formave të aplikimit të kompleksonateve në mjekësi. Kështu, kripa e dikaliumit e etilendiaminetraacetatit të magnezit përdoret për të rregulluar përmbajtjen e lëngjeve në inde gjatë patologjisë. EDTA përdoret në përbërjen e suspensioneve antikoagulante që përdoren në ndarjen e plazmës së gjakut, si stabilizues i adenozinës trifosfatit në përcaktimin e glukozës në gjak dhe në zbardhjen dhe ruajtjen e lenteve të kontaktit. Bisfosfonatet përdoren gjerësisht në trajtimin e sëmundjeve reumatoidale. Ato janë veçanërisht efektive si agjentë kundër artritit në kombinim me ilaçe anti-inflamatore.

7.12. KOMPLEKSE ME PËRBËRJE MAKROCIKLIKE

Ndër përbërjet komplekse natyrore, një vend të veçantë zënë makrokomplekset e bazuara në polipeptide ciklike që përmbajnë zgavra të brendshme të madhësive të caktuara, në të cilat ka disa grupe që përmbajnë oksigjen të aftë për të lidhur kationet e këtyre metaleve, duke përfshirë natriumin dhe kaliumin, dimensionet e të cilave korrespondojnë. në përmasat e zgavrës. Substanca të tilla, duke qenë në biologjike

Oriz. 7.2. Kompleksi i valinomicinës me jon K+

materialet, sigurojnë transportin e joneve përmes membranave dhe për këtë arsye quhen jonofore. Për shembull, valinomicina transporton jonin e kaliumit nëpër membranë (Figura 7.2).

Duke përdorur një polipeptid tjetër - gramicidin A kationet e natriumit transportohen nëpërmjet një mekanizmi rele. Ky polipeptid është palosur në një "tub", sipërfaqja e brendshme e së cilës është e veshur me grupe që përmbajnë oksigjen. Rezultati është

një kanal mjaftueshëm i gjatë hidrofilik me një seksion kryq të caktuar që korrespondon me madhësinë e jonit të natriumit. Joni i natriumit, duke hyrë në kanalin hidrofil nga njëra anë, transferohet nga një grup oksigjeni në tjetrin, si një garë stafetë përmes një kanali jonik-përçues.

Pra, një molekulë polipeptide ciklike ka një zgavër intramolekulare në të cilën mund të hyjë një substrat me një madhësi dhe gjeometri të caktuar, i ngjashëm me parimin e një çelësi dhe bllokimi. Zgavra e receptorëve të tillë të brendshëm kufizohet nga qendra aktive (endoreceptorët). Në varësi të natyrës së jonit metalik, mund të ndodhë ndërveprim jokovalent (elektrostatik, formimi i lidhjeve hidrogjenore, forcat van der Waals) me metalet alkaline dhe bashkëveprimi kovalent me metalet alkaline tokësore. Si rezultat i kësaj, mbimolekula- asociacione komplekse që përbëhen nga dy ose më shumë grimca të mbajtura së bashku nga forcat ndërmolekulare.

Makrociklet tetradentate më të zakonshme në natyrën e gjallë janë porfinat dhe korinoidet të ngjashme në strukturë. Skematikisht, cikli i tetradentit mund të përfaqësohet në formën e mëposhtme (Fig. 7.3), ku harqet përfaqësojnë zinxhirë karboni të të njëjtit lloj që lidhin atomet e azotit dhurues në një cikël të mbyllur; R1, R2, R3, P4 janë radikale hidrokarbure; Mn+ është një jon metalik: në klorofil ka një jon Mg 2+, në hemoglobinë ka një jon Fe 2+, në hemocianinë ka një jon Cu 2+, në vitaminë B 12 (kobalaminë) ka një jon Co 3+. .

Atomet e azotit dhurues janë të vendosura në qoshet e sheshit (të treguara me vija me pika). Ato janë të koordinuara rreptësisht në hapësirë. Kjo është arsyeja pse

porfirinat dhe korinoidet formojnë komplekse të qëndrueshme me katione të elementëve të ndryshëm, madje edhe me metale alkaline tokësore. Është thelbësore që Pavarësisht nga denticiteti i ligandit, lidhja kimike dhe struktura e kompleksit përcaktohen nga atomet dhuruese. Për shembull, komplekset e bakrit me NH 3, etilendiamine dhe porfirinë kanë të njëjtën strukturë katrore dhe konfigurim të ngjashëm elektronik. Por ligandët polidentate lidhen me jonet metalike shumë më fort se ligandet monodentate

Oriz. 7.3. Makrocikël tetradentate

me të njëjtat atome dhuruese. Forca e komplekseve të etilendiaminës është 8-10 rend magnitudë më e madhe se forca e të njëjtave metale me amoniak.

Komplekset bioiorganike të joneve metalike me proteina quhen bioklusteret - komplekset e joneve metalike me komponime makrociklike (Fig. 7.4).

Oriz. 7.4. Paraqitja skematike e strukturës së bioklustereve të madhësive të caktuara të komplekseve proteinike me jone të elementeve d. Llojet e ndërveprimeve të molekulave të proteinave. M n+ - jon metalik qendror aktiv

Brenda bioklusterit ka një zgavër. Ai përfshin një metal që ndërvepron me atomet dhuruese të grupeve lidhëse: OH -, SH -, COO -, -NH 2, proteina, aminoacide. Metalloferët më të njohur janë

enzimat (anhidraza karbonike, ksantinooksidaza, citokromet) janë bioklustera, zgavrat e të cilave formojnë qendra enzimatike që përmbajnë përkatësisht Zn, Mo, Fe.

7.13. KOMPLEKSE SHUMËKORËSH

Komplekset heterovalente dhe heteronukleare

Komplekset që përmbajnë disa atome qendrore të një ose elementeve të ndryshëm quhen me shumë bërthama. Mundësia e formimit të komplekseve multinukleare përcaktohet nga aftësia e disa ligandëve për t'u lidhur me dy ose tre jone metalikë. Ligandë të tillë quhen urë Përkatësisht urë quhen edhe komplekse. Urat monatomike janë gjithashtu të mundshme në parim, për shembull:

Ata përdorin çifte të vetme elektronesh që i përkasin të njëjtit atom. Roli i urave mund të luhet nga ligandët poliatomikë. Ura të tilla përdorin çifte të vetme elektronike që i përkasin atomeve të ndryshme ligand poliatomik.

A.A. Greenberg dhe F.M. Filinov studioi komponimet lidhëse të përbërjes, në të cilat ligandi lidh komponime komplekse të të njëjtit metal, por në gjendje të ndryshme oksidimi. G. Taube i thirri ata Komplekset e transferimit të elektroneve. Ai studioi reaksionet e transferimit të elektroneve midis atomeve qendrore të metaleve të ndryshme. Studimet sistematike të kinetikës dhe mekanizmit të reaksioneve redoks çuan në përfundimin se transferimi i elektroneve midis dy komplekseve

vjen përmes urës së ligandës që rezulton. Shkëmbimi i elektroneve ndërmjet 2 + dhe 2 + ndodh përmes formimit të një kompleksi urë të ndërmjetëm (Fig. 7.5). Transferimi i elektroneve ndodh përmes ligandit lidhës të klorurit, duke përfunduar në formimin e 2+ komplekseve; 2+.

Oriz. 7.5. Transferimi i elektroneve në një kompleks të ndërmjetëm multinuklear

Një shumëllojshmëri e gjerë kompleksesh polinukleare janë marrë nëpërmjet përdorimit të ligandëve organikë që përmbajnë disa grupe donatorësh. Kushti për formimin e tyre është rregullimi i grupeve të donatorëve në ligand, i cili nuk lejon mbylljen e cikleve kelate. Janë të shpeshta rastet kur një ligand ka aftësinë të mbyllë ciklin e kelatit dhe në të njëjtën kohë të veprojë si një urë.

Parimi aktiv i transferimit të elektroneve janë metalet kalimtare, të cilat shfaqin disa gjendje të qëndrueshme oksidimi. Kjo u jep joneve të titanit, hekurit dhe bakrit veti ideale për mbajtjen e elektroneve. Një grup opsionesh për formimin e komplekseve heterovalente (HVC) dhe heteronukleare (HNC) bazuar në Ti dhe Fe është paraqitur në Fig. 7.6.

Reagimi

Reaksioni (1) quhet reaksion kryq. Në reaksionet e shkëmbimit, komplekset heterovalente do të jenë ndërmjetëse. Të gjitha komplekset teorikisht të mundshme formohen në të vërtetë në tretësirë ​​në kushte të caktuara, gjë që është vërtetuar nga studime të ndryshme fiziko-kimike.

Oriz. 7.6. Formimi i komplekseve heterovalente dhe komplekseve heteronukleare që përmbajnë Ti dhe Fe

metodat. Që të ndodhë transferimi i elektroneve, reaktantët duhet të jenë në gjendje të afërta në energji. Kjo kërkesë quhet parimi Franck-Condon. Transferimi i elektroneve mund të ndodhë midis atomeve të të njëjtit element kalimtar, të cilët janë në gjendje të ndryshme oksidimi të HVA, ose elementëve të ndryshëm të HCA, natyra e qendrave metalike të të cilave është e ndryshme. Këto komponime mund të përkufizohen si komplekse të transferimit të elektroneve. Ata janë bartës të përshtatshëm të elektroneve dhe protoneve në sistemet biologjike. Shtimi dhe dhurimi i një elektroni shkakton ndryshime vetëm në konfigurimin elektronik të metalit, pa ndryshuar strukturën e përbërësit organik të kompleksit. Të gjithë këta elementë kanë disa gjendje të qëndrueshme oksidimi (Ti +3 dhe +4; Fe +2 dhe +3; Cu +1 dhe +2). Sipas mendimit tonë, këtyre sistemeve u jepet nga natyra një rol unik për të siguruar kthyeshmërinë e proceseve biokimike me kosto minimale të energjisë. Reaksionet e kthyeshme përfshijnë reaksione që kanë konstante termodinamike dhe termokimike nga 10 -3 në 10 3 dhe me një vlerë të vogël ΔG o dhe E o proceset. Në këto kushte, materialet fillestare dhe produktet e reaksionit mund të jenë të pranishme në përqendrime të krahasueshme. Kur i ndryshoni ato në një gamë të caktuar, është e lehtë të arrihet kthyeshmëria e procesit, prandaj, në sistemet biologjike, shumë procese kanë natyrë oshiluese (valore). Sistemet redoks që përmbajnë çiftet e mësipërme mbulojnë një gamë të gjerë potencialesh, gjë që i lejon ata të hyjnë në ndërveprime të shoqëruara me ndryshime të moderuara në Δ G o Dhe E°, me shumë nënshtresa.

Mundësia e formimit të HVA dhe GAC rritet ndjeshëm kur tretësira përmban ligandë potencialisht lidhës, d.m.th. molekula ose jone (aminoacide, hidroksi acide, komplekse etj.) që mund të lidhin dy qendra metalike njëherësh. Mundësia e delokalizimit të elektroneve në GVK kontribuon në një ulje të energjisë totale të kompleksit.

Më realisht, grupi i varianteve të mundshme të formimit të HVC dhe HNC, në të cilat natyra e qendrave metalike është e ndryshme, është e dukshme në Fig. 7.6. Një përshkrim i hollësishëm i formimit të GVK dhe GYAK dhe roli i tyre në sistemet biokimike është konsideruar në veprat e A.N. Glebova (1997). Çiftet redoks duhet të përshtaten strukturisht me njëri-tjetrin që transferimi të bëhet i mundur. Duke zgjedhur përbërësit e tretësirës, ​​ju mund të "zgjatni" distancën në të cilën një elektron transferohet nga agjenti reduktues në agjentin oksidues. Me lëvizjen e koordinuar të grimcave, transferimi i elektroneve në distanca të gjata mund të ndodhë nëpërmjet një mekanizmi valor. "Korridori" mund të jetë një zinxhir proteinik i hidratuar, etj. Ekziston një probabilitet i lartë i transferimit të elektroneve në një distancë deri në 100A. Gjatësia e "korridorit" mund të rritet duke shtuar aditivë (jonet e metaleve alkali, elektrolitet e sfondit). Kjo hap mundësi të mëdha në fushën e kontrollit të përbërjes dhe vetive të HVA dhe HYA. Në zgjidhje ata luajnë rolin e një lloj "kutie të zezë" të mbushur me elektrone dhe protone. Në varësi të rrethanave, ai mund t'i japë ato përbërësve të tjerë ose të plotësojë "rezervat" e tij. Kthyeshmëria e reaksioneve që përfshijnë ato i lejon ata të marrin pjesë në mënyrë të përsëritur në proceset ciklike. Elektronet lëvizin nga një qendër metalike në tjetrën dhe luhaten ndërmjet tyre. Molekula komplekse mbetet asimetrike dhe mund të marrë pjesë në proceset redoks. GVA dhe GNA marrin pjesë aktive në proceset osciluese në mediat biologjike. Ky lloj reaksioni quhet reaksion oscilues. Ato gjenden në katalizën enzimatike, sintezën e proteinave dhe proceset e tjera biokimike që shoqërojnë dukuritë biologjike. Këto përfshijnë proceset periodike të metabolizmit qelizor, valët e aktivitetit në indet kardiake, në indet e trurit dhe proceset që ndodhin në nivelin e sistemeve ekologjike. Një hap i rëndësishëm në metabolizëm është nxjerrja e hidrogjenit nga lëndët ushqyese. Në të njëjtën kohë, atomet e hidrogjenit shndërrohen në një gjendje jonike, dhe elektronet e ndara prej tyre hyjnë në zinxhirin e frymëmarrjes dhe i japin energjinë e tyre formimit të ATP. Siç kemi përcaktuar, kompleksonatet e titanit janë bartës aktivë jo vetëm të elektroneve, por edhe të protoneve. Aftësia e joneve të titanit për të kryer rolin e tyre në qendrën aktive të enzimave si katalazat, peroksidazat dhe citokromet përcaktohet nga aftësia e tij e lartë për të formuar komplekse, për të formuar gjeometrinë e një joni të koordinuar, për të formuar HVA dhe HNA shumëbërthamore të përbërjeve dhe vetive të ndryshme. në funksion të pH, përqendrimi i elementit kalimtar Ti dhe i përbërësit organik të kompleksit, raporti i tyre molar. Kjo aftësi manifestohet në rritjen e selektivitetit të kompleksit

në lidhje me substratet, produktet e proceseve metabolike, aktivizimi i lidhjeve në kompleks (enzimë) dhe substrat përmes koordinimit dhe ndryshimit të formës së substratit në përputhje me kërkesat sterike të qendrës aktive.

Shndërrimet elektrokimike në trup që lidhen me transferimin e elektroneve shoqërohen me një ndryshim në shkallën e oksidimit të grimcave dhe shfaqjen e një potenciali redoks në tretësirë. Një rol të madh në këto transformime i takon komplekseve multinukleare GVK dhe GYAK. Ata janë rregullues aktivë të proceseve të radikalëve të lirë, një sistem për riciklimin e specieve reaktive të oksigjenit, peroksidit të hidrogjenit, oksidantëve, radikalëve dhe janë të përfshirë në oksidimin e substrateve, si dhe në ruajtjen e homeostazës antioksiduese dhe mbrojtjen e trupit nga stresi oksidativ. Efekti i tyre enzimatik në biosisteme është i ngjashëm me enzimat (citokromet, superoksid dismutaza, katalaza, peroksidaza, glutathione reduktaza, dehidrogjenazat). E gjithë kjo tregon për vetitë e larta antioksiduese të kompleksonateve të elementeve kalimtare.

7.14. PYETJE DHE DETYRA PËR PËRGATITJE VETËKONTROLLUESE PËR KLASAT DHE PROVIMET

1.Jepni konceptin e komponimeve komplekse. Si ndryshojnë nga kripërat e dyfishta dhe çfarë kanë të përbashkët?

2. Përbëjnë formulat e përbërjeve komplekse sipas emrave të tyre: dihidroksotetrakloroplatinat amonit (IV), triammintrinitrokobalt (III), jepni karakteristikat e tyre; tregoni fushat e koordinimit të brendshëm dhe të jashtëm; joni qendror dhe gjendja e tij e oksidimit: ligandet, numri dhe dendësia e tyre; natyra e lidhjeve. Shkruani ekuacionin e disociimit në tretësirën ujore dhe shprehjen për konstantën e qëndrueshmërisë.

3. Vetitë e përgjithshme të përbërjeve komplekse, disociimi, qëndrueshmëria e komplekseve, vetitë kimike të komplekseve.

4.Si karakterizohet reaktiviteti i komplekseve nga pozicionet termodinamike dhe kinetike?

5.Cilat amino komplekse do të jenë më të qëndrueshme se tetraamino-bakri (II), dhe cilat do të jenë më pak të qëndrueshme?

6. Jepni shembuj të komplekseve makrociklike të formuara nga jonet e metaleve alkali; jonet e elementeve d.

7. Mbi çfarë baze klasifikohen komplekset si kelate? Jepni shembuj të përbërjeve komplekse të keluara dhe të pakeluara.

8. Duke përdorur si shembull glicinatin e bakrit, jepni konceptin e përbërjeve intrakomplekse. Shkruani formulën strukturore të kompleksonatit të magnezit me acid etilendiaminetraacetik në formë natriumi.

9. Jepni një fragment strukturor skematik të një kompleksi polinuklear.

10. Përcaktoni komplekset polinukleare, heteronukleare dhe heterovalente. Roli i metaleve kalimtare në formimin e tyre. Roli biologjik i këtyre komponentëve.

11.Cilat lloje të lidhjeve kimike gjenden në përbërjet komplekse?

12. Rendisni llojet kryesore të hibridizimit të orbitaleve atomike që mund të ndodhin në atomin qendror në kompleks. Cila është gjeometria e kompleksit në varësi të llojit të hibridizimit?

13. Bazuar në strukturën elektronike të atomeve të elementeve të blloqeve s-, p- dhe d, krahasoni aftësinë për të formuar komplekse dhe vendin e tyre në kiminë e komplekseve.

14. Përcaktoni komplekset dhe kompleksonatet. Jepni shembuj të atyre më të përdorur në biologji dhe mjekësi. Jepni parimet termodinamike mbi të cilat bazohet terapia e kelimit. Përdorimi i kompleksonateve për të neutralizuar dhe eliminuar ksenobiotikët nga trupi.

15. Konsideroni rastet kryesore të prishjes së homeostazës së ligandit metalik në trupin e njeriut.

16. Jepni shembuj të përbërjeve biokomplekse që përmbajnë hekur, kobalt, zink.

17. Shembuj të proceseve konkurruese që përfshijnë hemoglobinën.

18. Roli i joneve metalike në enzima.

19. Shpjegoni pse për kobaltin në komplekset me ligandë komplekse (polidentat) gjendja e oksidimit është +3, kurse në kripërat e zakonshme, si halidet, sulfatet, nitratet, gjendja e oksidimit është +2?

20.Bakri karakterizohet nga gjendje oksidimi +1 dhe +2. A mund të katalizojë bakri reaksionet e transferimit të elektroneve?

21.A mund të katalizojë zinku reaksionet redoks?

22.Cili është mekanizmi i veprimit të merkurit si helm?

23. Tregoni acidin dhe bazën në reaksion:

AgNO 3 + 2NH 3 = JO 3.

24. Shpjegoni pse si ilaç përdoret kripa kalium-natriumi e acidit hidroksietiliden difosfonik dhe jo HEDP.

25.Si kryhet transporti i elektroneve në trup me ndihmën e joneve metalike që bëjnë pjesë në përbërjet biokomplekse?

7.15. DETYRAT E TESTIMIT

1. Gjendja e oksidimit të atomit qendror në një jon kompleks është 2- është e barabartë me:

a) -4;

b)+2;

në 2;

d)+4.

2. Joni kompleks më i qëndrueshëm:

a) 2-, Kn = 8,5x10 -15;

b) 2-, Kn = 1,5x10 -30;

c) 2-, Kn = 4x10 -42;

d) 2-, Kn = 1x10 -21.

3. Tretësira përmban 0,1 mol të përbërjes PtCl 4 4NH 3. Duke reaguar me AgNO 3, ai formon 0,2 mol precipitat AgCl. Jepini substancës fillestare një formulë koordinimi:

a) Cl;

b)Cl3;

c)Cl2;

d) Cl 4.

4. Çfarë forme kanë komplekset e formuara si rezultat sp 3 d 2-gi- hibridizimi?

1) katërkëndësh;

2) katror;

4) bipiramida trigonale;

5) lineare.

5. Zgjidhni formulën për përbërjen pentaaminë klorokobalt (III) sulfate:

a) Na 3 ;

6)[CoCl2 (NH3)4]Cl;

c) K2 [Co(SCN) 4];

d)SO 4;

e)[Co(H 2 O) 6 ] C1 3 .

6. Cilët ligandë janë polidentatë?

a) C1 - ;

b)H2O;

c) etilendiamine;

d)NH3;

e)SCN - .

7. Agjentët kompleks janë:

a) atomet dhuruese të çiftit elektronik;

c) atomet dhe jonet që pranojnë çifte elektronike;

d) atomet dhe jonet që janë dhurues të çifteve elektronike.

8. Elementet që kanë aftësinë më pak komplekse të formimit janë:

a)s; c) d;

b) p ; d) f

9. Ligandët janë:

a) molekulat dhuruese të çiftit elektronik;

b) jonet pranuese të çifteve elektronike;

c) molekulat dhe jonet-dhuruesit e çifteve elektronike;

d) molekulat dhe jonet që pranojnë çifte elektronike.

10. Komunikimi në sferën e koordinimit të brendshëm të kompleksit:

a) shkëmbimi kovalent;

b) donator-akceptor kovalent;

c) jonike;

d) hidrogjeni.

11. Agjenti më i mirë kompleks do të ishte:

Siç e dini, metalet kanë tendencë të humbasin elektrone dhe në këtë mënyrë formohen. Jonet e metalit të ngarkuar pozitivisht mund të rrethohen nga anione ose molekula neutrale, duke formuar grimca të quajtura gjithëpërfshirëse dhe të aftë për ekzistencë të pavarur në një kristal ose tretësirë. Dhe komponimet që përmbajnë grimca komplekse në nyjet e kristaleve të tyre quhen komponimet komplekse.

Struktura e komponimeve komplekse

1. Shumica e komponimeve komplekse kanë sferat e brendshme dhe të jashtme . Kur shkruani formulat kimike të përbërjeve komplekse, sfera e brendshme mbyllet në kllapa katrore. Për shembull, në përbërjet komplekse K dhe Cl 2, sfera e brendshme është grupe atomesh (komplekse) - - dhe 2+, dhe sfera e jashtme është përkatësisht jonet K + dhe Cl -.
2. Atomi ose joni qendror quhet sfera e brendshme agjent kompleksues. Zakonisht, jonet metalike me një sasi të mjaftueshme të atyre të lira veprojnë si agjentë komplekse - këta janë elementë p-, d-, f-: Cu 2+, Pt 2+, Pt 4+, Ag +, Zn 2+, Al 3+ , etj. Por mund të jenë edhe atome elementësh që formojnë jometale. Ngarkesa e agjentit kompleks është zakonisht pozitive, por gjithashtu mund të jetë negative ose zero dhe e barabartë me shumën e ngarkesave të të gjithë joneve të tjerë. Në shembujt e mësipërm, agjentët kompleks janë jonet Al 3+ dhe Ca 2+.

1. Agjenti kompleks është i rrethuar dhe shoqërohet me jone të shenjës së kundërt ose molekula neutrale, të ashtuquajturat ligandët. Anionet si F–, OH–, CN–, CNS–, NO 2–, CO 3 2–, C 2 O 4 2–, etj., ose molekulat neutrale H 2 O, mund të veprojnë si ligandë në komponimet komplekse. 3, CO, NO, etj. Në shembujt tanë, këto janë jonet OH dhe molekulat NH 3. Numri i ligandëve në komponime të ndryshme komplekse varion nga 2 në 12. Dhe numri i vetë ligandëve (numri i lidhjeve sigma) quhet numri i koordinimit (CN) i agjentit kompleks. Në shembujt në shqyrtim, c.ch. është e barabartë me 4 dhe 8.

1. Ngarkesa e kompleksit(sfera e brendshme) përkufizohet si shuma e ngarkesave të agjentit kompleks dhe ligandëve.
2. Sfera e jashtme formojnë jone të lidhura me kompleksin me lidhje jonike ose ndërmolekulare dhe që kanë një ngarkesë, shenja e së cilës është e kundërt me shenjën e ngarkesës së agjentit kompleks. Vlera numerike e ngarkesës së sferës së jashtme përkon me vlerën numerike të ngarkesës së sferës së brendshme. Në formulën e një përbërje komplekse ato shkruhen pas kllapave katrore. Sfera e jashtme mund të mungojë plotësisht nëse sfera e brendshme është neutrale. Në shembujt e mësipërm, sfera e jashtme formohet nga 1 K + jone dhe 2 Cl - përkatësisht.

Klasifikimi i komponimeve komplekse

Bazuar në parime të ndryshme, komponimet komplekse mund të klasifikohen në mënyra të ndryshme:

1. Sipas ngarkesës elektrike: komplekset kationike, anionike dhe neutrale.

• Komplekset kationike kanë ngarkesë pozitive dhe formohen nëse molekulat neutrale bashkërendohen rreth një joni pozitiv. Për shembull, Cl 3, Cl 2
• Kompleksi anionik s kanë ngarkesë negative dhe formohen nëse atomet me jon negativ bashkërendohen rreth një joni pozitiv. Për shembull, K, K 2
• Komplekset neutrale kanë ngarkesë të barabartë me zero dhe nuk kanë sferë të jashtme. Ato mund të formohen nga bashkërendimi i molekulave rreth një atomi, si dhe nga bashkërendimi i njëkohshëm i joneve negative dhe molekulave rreth një joni qendror të ngarkuar pozitivisht.

1. Nga numri i agjentëve kompleksues

• Një bërthamë - kompleksi përmban një atom qendror, për shembull, K2
• Multi-core e- një kompleks përmban dy ose më shumë atome qendrore, për shembull,

1. Sipas llojit të ligandit

• Hidraton – përmbajnë komplekse akua, d.m.th. molekulat e ujit veprojnë si ligandë. Për shembull, Br 3, Br 2
• Amoniaku – përmbajnë komplekse amine, në të cilat molekulat e amoniakut (NH 3) veprojnë si ligandë. Për shembull, Cl 2, Cl
• Karbonilet – në komponime të tilla komplekse, molekulat e monoksidit të karbonit veprojnë si ligandë. Për shembull, , .
• Komplekset e acidit – komponime komplekse që përmbajnë mbetje acidike të acideve që përmbajnë oksigjen dhe atyre pa oksigjen si ligandë (F – , Cl – , Br – , I – , CN – , NO 2 – , SO 4 2– , PO 4 3– , etj. , dhe gjithashtu OH –). Për shembull, K 4, Na 2
• Komplekset hidrokso - komponimet komplekse në të cilat jonet hidroksid veprojnë si ligandë: K 2 , Cs 2

Komponimet komplekse mund të përmbajnë ligandë që i përkasin klasave të ndryshme të klasifikimit të mësipërm. Për shembull: K, Br

1. Sipas vetive kimike: acide, baza, kripëra, jo-elektrolite:

• Acidet - H, H 2
• Arsye - (OH)2,OH
• Kripërat — Cs3, Cl2
• Jo elektrolite —

1. Sipas numrit të vendeve të zëna nga ligandi në sferën e koordinimit

Në sferën e koordinimit, ligandët mund të zënë një ose disa vende, d.m.th. formojnë një ose më shumë lidhje me atomin qendror. Mbi këtë bazë dallojnë:

• Ligandët monodentatë – këto janë ligande si molekulat H 2 O, NH 3, CO, NO, etj. dhe nononet CN -, F -, Cl -, OH -, SCN - etj.
• Ligandët e dyfishtë . Ky lloj ligandësh përfshin jonet H 2 N-CH 2 -COO - , CO 3 2 - , SO 4 2 - , S 2 O 3 2 - , molekulën e etilendiaminës H 2 N-CH 2 -CH 2 -H 2 N (shkurtuar sq).
• Ligandë polidentate . Këto janë, për shembull, ligandë organikë që përmbajnë disa grupe - CN ose -COOH (EDTA). Disa ligandë polidentate janë në gjendje të formojnë komplekse ciklike të quajtura kelate (për shembull, hemoglobina, klorofili, etj.)

Nomenklatura e komponimeve komplekse

Për të regjistruar formula komplekse e përbërjes,është e nevojshme të mbahet mend se, si çdo përbërje jonike, së pari shkruhet formula e kationit dhe më pas formula e anionit. Në këtë rast, formula e kompleksit shkruhet në kllapa katrore, ku fillimisht shkruhet agjenti kompleksues, pastaj ligandët.

Këtu janë disa rregulla, pas të cilave nuk do të jetë e vështirë të formulohet emri i një përbërje komplekse:

1. Në emër të përbërjeve komplekse, si dhe kripërave jonike, Së pari renditet anioni, i ndjekur nga kationi.
2. Në emër të kompleksit fillimisht tregohen ligandët dhe më pas agjenti kompleks. Ligandët janë renditur sipas rendit alfabetik.
3. Ligandët neutralë quhen gjithashtu molekula, mbaresa u shtohet ligandeve anionike -O. Tabela më poshtë jep emrat e ligandëve më të zakonshëm

Ligand	Emri i ligandit	Ligand	Emri i ligandit
sq	etilendiamine	O2-	Oxo
H2O	Aqua	H-	Hidrido
NH 3	Ammin	H+	Hidro
CO	Karbonil	oh-	Hidrokso
NR	Nitrosil	SO 4 2-	Sulfato
JO -	Nitroso	CO 3 2-	Karbonato
NR 2 -	Nitro	CN-	Ciano
N 3 -	Azido	NCS	Tiocianato
Cl-	Kloro	C2O42-	Oksalato
Br-	Bromo

1. Nëse numri i ligandëve është më i madh se një, atëherë numri i tyre tregohet me parashtesa greke:

2-di-, 3-tri-, 4-tetra-, 5-penta-, 6-heksa-, 7-hepta-, 8-okta-, 9-nona-, 10-deka-.

Nëse emri i ligandit tashmë përmban një parashtesë greke, atëherë emri i ligandit shkruhet në kllapa dhe një parashtesë si:

2-bis-, 3-tris-, 4-tetrakis-, 5-pentakis-, 6-hexakis-.

Për shembull, përbërja Cl 3 quhet tris(etilendiamine)kobalt(III).

1. Emrat e anioneve komplekse mbarojnë me prapashtesë - në
2. Pas emrit të metalit tregoni në kllapa në numra romakë gjendja e tij e oksidimit.

Për shembull, le të thërrasim lidhjet e mëposhtme:

• Cl

Le të fillojmë nga ligandët: 4 molekula uji përcaktohen si tetraaqua dhe 2 jone klorur janë caktuar si diklor.

Së fundi, anion në lidhje me këtë është jon klorur.

klorur tetraakudiklorokrom (III)

• K 4

Le të fillojmë me ligandët: anioni kompleks përmban 4 CN - ligandë, të cilët quhen tetraciano.

Meqenëse metali është pjesë e një anioni kompleks, ai quhet nikelat(0).

Pra emri i plotë është - Tetracianoni i kaliumit nikelat (0)

Kategoritë,

Lidhje komplekse Këto janë komponime molekulare ose jonike të formuara nga shtimi i një metali ose jometali, molekulash neutrale ose joneve të tjera në një atom ose jon. Ato mund të ekzistojnë si në kristal ashtu edhe në tretësirë.

Dispozitat dhe konceptet bazë të teorisë së koordinimit.

Për të shpjeguar strukturën dhe vetitë e komponimeve komplekse, në 1893 kimisti zviceran A. Werner propozoi një teori koordinimi në të cilën ai futi dy koncepte: koordinimin dhe valencën dytësore.

Sipas Werner valencë kryesore quhet valencë me të cilën atomet kombinohen për të formuar komponime të thjeshta që i binden teorisë

valencë. Por, pasi ka shteruar valencën kryesore, atomi është, si rregull, i aftë të shtohet më tej për shkak të valencë dytësore, si rezultat i manifestimit të të cilit formohet një përbërje komplekse.

Nën ndikimin e forcave të valencës parësore dhe dytësore, atomet priren të rrethohen në mënyrë të barabartë me jone ose molekula dhe kështu veprojnë si një qendër tërheqëse. Atome të tilla quhen agjentë qendrorë ose kompleksues. Jonet ose molekulat e lidhura drejtpërdrejt me agjentin kompleks quhen ligandët.

Ligandët dhe jonet lidhen përmes valencës kryesore, dhe jonet dhe molekulat shtohen përmes valencës dytësore.

Tërheqja e një ligandi ndaj një agjenti kompleks quhet koordinim, dhe numri i ligandëve quhet numri i koordinimit të agjentit kompleks.

Mund të themi se komponimet komplekse janë komponime molekulat e të cilave përbëhen nga një atom (ose jon) qendror i lidhur drejtpërdrejt me një numër të caktuar molekulash ose jonesh të tjera, të quajtur ligandë.

Kationet metalike (Co +3, Pt +4, Cr +3, Cu +2 Au +3, etj.) më së shpeshti veprojnë si agjentë komplekse.

Cl -, CN -, NCS -, NO 2 -, OH -, SO 4 2- jonet dhe molekulat neutrale NH 3, H 2 O, aminet, aminoacidet, alkoolet, tioalkoolet, pH 3, eteret mund te veprojne si ligande.

Numri i vendeve të koordinimit të zëna nga një ligan pranë një agjenti kompleks quhet i tij kapaciteti koordinues ose dentimi.

Ligandët e lidhur me agjentin kompleks nga një lidhje zënë një vend koordinimi dhe quhen monodentate (Cl -, CN -, NCS -). Nëse ligandi është i lidhur me agjentin kompleks përmes disa lidhjeve, atëherë ai është polidentat. Për shembull: SO 4 2-, CO 3 2- janë të dyfishta.

Agjenti kompleks dhe ligandët përbëjnë sfera e brendshme komponime ose komplekse (në formula, kompleksi është i mbyllur në kllapa katrore). Jonet që nuk lidhen drejtpërdrejt me agjentin kompleks përbëjnë sfera e koordinimit të jashtëm.

Jonet e sferës së jashtme lidhen më pak se ligandët dhe janë të largët hapësinor nga agjenti kompleks. Ato zëvendësohen lehtësisht nga jone të tjera në tretësirat ujore.

Për shembull, në përbërjen K 3 agjenti kompleks është Fe +2, ligandët janë CN -. Dy ligandë janë bashkangjitur për shkak të valencës kryesore, dhe 4 - për shkak të valencës dytësore, prandaj numri i koordinimit është 6.

Joni Fe +2 me ligandët CN - përbëjnë sfera e brendshme ose komplekse, dhe jonet K + sfera e koordinimit të jashtëm:

Si rregull, numri i koordinimit është i barabartë me dyfishin e ngarkesës së kationit metalik, për shembull: kationet me ngarkesë të vetme kanë një numër koordinimi të barabartë me 2, me 2 të ngarkuara - 4 dhe me 3 të ngarkuara - 6. Nëse një element shfaq një gjendja e ndryshueshme e oksidimit, atëherë me një rritje të numrit të koordinimit të tij rritet. Për disa agjentë komplekse, numri i koordinimit është konstant, për shembull: Co +3, Pt +4, Cr +3 kanë një numër koordinimi të barabartë me 6, për B +3, Be +2, Cu +2, Au +3 joneve numri i koordinimit është 4. për shumicën e joneve, numri i koordinimit është i ndryshueshëm dhe varet nga natyra e joneve në sferën e jashtme dhe nga kushtet për formimin e komplekseve.