Birikmalar kompleks deb ataladi, ularning kristallari tugunlarida mustaqil mavjud bo'lishga qodir komplekslar (murakkab ionlar) mavjud.

Texnikaning turli sohalari uchun kompleks birikmalarning qiymati juda yuqori. Moddalarning murakkab birikmalar hosil qilish qobiliyati rudalardan, nodir metallardan, oʻta toza yarimoʻtkazgichli materiallardan, katalizatorlardan, boʻyoqlardan, dori vositalaridan kimyoviy toza metallar olish, tabiiy va chiqindi suvlarni tozalash, bugʻ generatorlarida shkalani eritish va boshqalarning samarali usullarini ishlab chiqishda qoʻllaniladi.

Birinchi kompleks birikmalar 19-asr oʻrtalarida sintez qilingan. Kompleks birikmalar nazariyasining asoschisi shveytsariyalik olim Verner bo'lib, u 1893 yilda ishlab chiqilgan. muvofiqlashtirish nazariyasi . Kompleks birikmalar kimyosiga katta hissa qo'shgan rus olimlari L.A. Chugaev, I.I. Chernyaev va ularning shogirdlari.

Kompleks birikmalarning tuzilishi:

1. Har bir murakkab birikmada, ichki va tashqi sferalar. Ichki sfera kompleks deb ataladi. Kompleks birikmalarning kimyoviy formulalarini yozishda ichki sfera kvadrat qavs ichiga olinadi. Masalan, a) K 2 [BeF 4], b) Cl 2 kompleks birikmalarida ichki sfera atomlar guruhlari - komplekslar a) [BeF 4] 2- va b) 2+ va tashqi sferadan iborat. mos ravishda a) 2K + va b) 2Cl - ionlaridan tashkil topgan.

2. Har qanday murakkab birikma molekulasida odatda musbat zaryadlangan ionlardan biri yoki ichki muhit atomi markaziy oʻrinni egallaydi va shunday deyiladi. murakkablashtiruvchi vosita. Kompleks (ichki shar) formulasida birinchi navbatda kompleks hosil qiluvchi vosita ko'rsatilgan. Keltirilgan misollarda bu ionlar a) Be 2+ va b) Zn 2+.

Kompleks hosil qiluvchi moddalar atomlardir yoki ko'pincha p-, d-, f- elementlar bilan bog'liq va etarli miqdordagi erkin orbitallarga ega bo'lgan metall ionlari (Cu 2+, Pt 2+, Pt 4+, Ag +, Zn 2+, Al 3+ va boshqalar). ).

3. Kompleks hosil qiluvchi vosita atrofida ma'lum miqdordagi qarama-qarshi zaryadlangan ionlar yoki elektr neytral molekulalar joylashgan (yoki ular aytganidek, muvofiqlashtirilgan) ligandlar(yoki qo'shimchalar). Bunday holda, bular a) F ionlari - va b) NH 3 molekulalari.

Лигандами в комплексных соединениях могут служить анионы F - , OH - , CN - , CNS - , NO 2 - , CO 3 2- , C 2 O 4 2- и др., нейтральные молекулы Н 2 О, NН 3 , СО, NО va boshq.

Kompleks hosil qiluvchi atrofidagi ligandlar egallagan koordinatsion joylar soni (eng oddiy hollarda kompleks hosil qiluvchini o'rab turgan ligandlar soni) deyiladi. kompleks hosil qiluvchining koordinatsion raqami (c.h.). Turli kompleks hosil qiluvchi moddalarning koordinatsion raqamlari 2 dan 12 gacha.

Eritmalardagi eng xarakterli koordinatsion raqamlar va markaziy ionning zaryadi (murakkablashtiruvchi vosita) quyida solishtiriladi:

Eslatma: Ikki xil turdagi muvofiqlashtirish mumkin bo'lganda, eng keng tarqalgan muvofiqlashtirish raqamlari ta'kidlanadi.

Ko'rib chiqilgan misollarda kompleks hosil qiluvchilarning koordinatsion raqamlari: a) k.ch. (2+ bo'l) = 4, b) c.h. (Zn 2+) = 4.

B. Keyin ular neytral ligandlarning raqamlari va nomlarini chaqiradilar:

B. Familiya - genitativ holatda kompleks hosil qiluvchi vosita bo'lib, uning oksidlanish darajasini ko'rsatadi (murakkab hosil qiluvchining nomidan keyin rim raqamlari bilan qavs ichida).

Masalan, Cl xlorotriamminplatin (II) xloriddir.

Agar metall bitta oksidlanish darajasiga ega ion hosil qilsa, u holda kompleks nomiga kiritilmasligi mumkin. Masalan, Cl 2 tetraamminsink dixloriddir.

2. Kompleks anionning nomi shunga oʻxshash shaklda murakkab hosil qiluvchining lotincha nomi oʻzagiga “at” qoʻshimchasi qoʻshilishi bilan hosil qilingan (masalan, ferrat, nikelat, xromat, kobaltat, kuprat va boshqalar). Masalan:

K 2 - kaliy geksaxlorplatinat (IV);

Ba 2 - bariy tetrarodanodiammin xromati (III);

K 3 - geksatsianoferrat (III) kaliy;

K 2 - kaliy tetrafloroberillat.

3. Neytral kompleks zarrachalarning nomlari kationlar bilan bir xil tarzda hosil bo'ladi, lekin kompleks hosil qiluvchi vosita nominativ holatda chaqiriladi va uning oksidlanish darajasi ko'rsatilmaydi, chunki u kompleksning elektron neytralligi bilan aniqlanadi. Masalan:

Diklorodiaminplatina;

Tetrakarbonil nikel.

Kompleks birikmalarning tasnifi. Kompleks birikmalar tuzilishi va xossalari jihatidan juda xilma-xildir. Ularning tasniflash tizimlari turli printsiplarga asoslanadi:

1. Elektr zaryadining tabiatiga ko'ra katyonik, anionli va neytral komplekslar farqlanadi.

Musbat zaryadli kompleks katyonik deyiladi, masalan 2+, manfiy zaryad bilan - anion, masalan, 2-, nol zaryad bilan - neytral, masalan.

2. Ligandlarning turlari:

a) kislotalar, masalan:

H - vodorod tetrakloraurat (III);

H 2 - geksaxlorplatinat (IV) vodorod;

b) asoslar, masalan:

(OH) 2 - tetraamminli mis (II) gidroksid;

OH - diamminekumush gidroksidi;

c) tuz, masalan:

K 3 - kaliy geksagidroksoalyuminat;

Cl 3 - geksaakvaxrom (III) xlorid;

d) noelektrolitlar, masalan, diklorodiaminplatina.

Kompleks birikmalarda kimyoviy bog`larning hosil bo`lishi. Kompleks birikmalarning hosil bo'lishi va xossalarini tushuntirish uchun hozirgi vaqtda bir qator nazariyalar qo'llaniladi:

1) valentlik bog'lanish usuli (MVS);

2) kristall maydon nazariyasi;

3) molekulyar orbitallar usuli.

MVS ma'lumotlariga ko'ra kompleks hosil qiluvchi va ligandlar o'rtasida komplekslar hosil bo'lganda, birga kovalent bog' paydo bo'ladi donor-akseptor mexanizmi . Komplekslashtiruvchi moddalar bo'sh orbitallarga ega; qabul qiluvchi rolni o'ynaydi. Qoida tariqasida, bog'lanish hosil bo'lishida kompleks tuzuvchining turli xil bo'sh orbitallari ishtirok etadi, shuning uchun ularning gibridlanishi sodir bo'ladi. Ligandlar yolg'iz juft elektronlarga ega va kovalent bog'lanish hosil bo'lishining donor-akseptor mexanizmida donor rolini o'ynaydi.

Masalan, 2+ kompleksining shakllanishini ko'rib chiqing. Valentlik elektronlarining elektron formulalari:

Zn atomi - 3d 10 4s 2;

Sink ionini murakkablashtiruvchi vosita

Zn 2+ - 3d 10 4s 0

Ko'rinib turibdiki, tashqi elektron darajadagi rux ioni energiyaga yaqin to'rtta bo'sh atom orbitaliga ega (bir 4s va uchta 4p), ular sp 3 gibridlanishga uchraydi; Zn 2+ ioni kompleks hosil qiluvchi sifatida c.h=4 ga ega.

Rux ioni azot atomlari yakka elektron juftlarga (: NH 3) ega bo'lgan ammiak molekulalari bilan o'zaro ta'sirlashganda kompleks hosil bo'ladi:

Kompleksning fazoviy tuzilishi kompleks tuzuvchining atom orbitallarining gibridlanish turi (bu holda tetraedr) bilan belgilanadi. Koordinatsion raqam kompleks hosil qiluvchining bo'sh orbitallari soniga bog'liq.

Komplekslarda donor-akseptor bog'larini hosil qilishda nafaqat s- va p-orbitallardan, balki d-orbitallardan ham foydalanish mumkin. Bunday hollarda gibridlanish d-orbitallar ishtirokida sodir bo'ladi. Quyidagi jadvalda duragaylashning ba'zi turlari va ularga mos keladigan fazoviy tuzilmalar ko'rsatilgan:

Shunday qilib, MVS kompleksning tarkibi va tuzilishini taxmin qilish imkonini beradi. Biroq, bu usul komplekslarning kuch, rang va magnit xossalari kabi xususiyatlarini tushuntirib bera olmaydi. Kompleks birikmalarning yuqoridagi xossalari kristall maydon nazariyasi bilan tavsiflanadi.

Eritmalarda kompleks birikmalarning dissotsiatsiyasi. Murakkab birikmaning ichki va tashqi sferalari barqarorligi bilan bir-biridan juda farq qiladi.

Tashqi sferada joylashgan zarralar murakkab ion bilan asosan elektrostatik kuchlar (ionli bog'lanish) bilan bog'lanadi va kuchli elektrolitlar ionlari kabi suvli eritmada osongina bo'linadi.

Murakkab birikmaning tashqi sfera ionlariga va kompleks ionga (kompleks) ajralishi (emirilishi) deyiladi. asosiy. Kuchli elektrolitlarning ajralish turiga ko'ra deyarli to'liq, oxirigacha davom etadi.

Masalan, kaliy tetrafloroberillatning erishi paytidagi birlamchi dissotsilanish jarayonini quyidagi sxema bo'yicha yozish mumkin:

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

Ligandlar, kompleks birikmaning ichki sferasida joylashgan bo'lib, donor-akseptor mexanizmiga ko'ra hosil bo'lgan kuchli kovalent bog'lar orqali kompleks hosil qiluvchi bilan bog'lanadi va eritmadagi kompleks ionlarining dissotsiatsiyasi, qoida tariqasida, kichik darajada sodir bo'ladi. kuchsiz elektrolitlarning dissotsilanish turi, ya'ni. muvozanat o'rnatilgunga qadar qaytarilishi mumkin. Murakkab birikmaning ichki sferasining teskari yemirilishi deyiladi ikkilamchi dissotsiatsiya. Masalan, tetrafloroberillat ioni faqat qisman dissotsiatsiyalanadi, bu tenglama bilan ifodalanadi.

[BeF 4 ] 2- D Be 2+ + 4F - (ikkilamchi dissotsiatsiya tenglamasi).

Kompleksning teskari jarayon sifatida ajralishi muvozanat konstantasi bilan tavsiflanadi K n kompleksining beqarorlik konstantasi.

Ko'rib chiqilayotgan misol uchun:

K n - jadvalli (mos yozuvlar) qiymat. Ifodasi ionlar va molekulalarning kontsentratsiyasini o'z ichiga olgan beqarorlik konstantalari konsentratsiya konstantalari deyiladi. Eritmaning tarkibi va ion kuchidan qat'iyroq va mustaqil bo'lgan K n, ionlar va molekulalarning faolligi kontsentratsiyasi o'rniga.

Turli komplekslarning Kn qiymatlari juda katta farq qiladi va ularning barqarorligi o'lchovi bo'lib xizmat qilishi mumkin. Kompleks ion qanchalik barqaror bo'lsa, uning beqarorlik konstantasi shunchalik past bo'ladi.

Shunday qilib, beqarorlik konstantalarining turli qiymatlariga ega o'xshash birikmalar orasida

eng barqaror kompleks bo'lib, eng kam barqaror.

Har qanday muvozanat doimiysi kabi, barqarorlik doimiy faqat kompleks ionining, kompleks hosil qiluvchi va ligandlarning, erituvchining tabiatiga, shuningdek haroratga bog'liq va eritmadagi moddalarning konsentratsiyasiga (faolligiga) bog'liq emas..

Kompleks hosil qiluvchi va ligandlarning zaryadlari qanchalik katta bo'lsa va ularning radiuslari qanchalik kichik bo'lsa, komplekslarning barqarorligi shunchalik yuqori bo'ladi. . Ikkilamchi kichik guruhlar metallari hosil qilgan kompleks ionlarning kuchi asosiy kichik guruhlar metallari hosil qilgan ionlarning kuchidan yuqori.

Eritmadagi kompleks ionlarning parchalanish jarayoni ko'p bosqichlarda, ligandlarning ketma-ket yo'q qilinishi bilan boradi. Masalan, mis (II) 2+ ammiak ionining dissotsiatsiyasi bir, ikki, uch va to'rtta ammiak molekulalarining ajralishiga mos keladigan to'rt bosqichda sodir bo'ladi:

Turli kompleks ionlarning kuchini qiyosiy baholash uchun alohida bosqichlarning dissotsilanish konstantasi emas, balki butun kompleksning umumiy beqarorlik konstantasi qo'llaniladi, bu esa tegishli bosqichli dissotsilanish konstantalarini ko'paytirish yo'li bilan aniqlanadi. Masalan, 2+ ionning beqarorlik konstantasi quyidagilarga teng bo'ladi:

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

Komplekslarning mustahkamligini (barqarorligini) tavsiflash uchun beqarorlik konstantasining o'zaro nisbati ham qo'llaniladi, u barqarorlik konstantasi (Kst) yoki kompleks hosil bo'lish konstantasi deb ataladi:

Kompleks ionning dissotsilanish muvozanati uning hosil bo'lish yo'nalishi bo'yicha ligandlarning ortiqcha bo'lishi bilan siljishi mumkin va dissotsilanish mahsulotidan birining konsentratsiyasining pasayishi, aksincha, kompleksning to'liq buzilishiga olib kelishi mumkin.

Sifatli kimyoviy reaktsiyalar odatda faqat tashqi sfera ionlarini yoki murakkab ionlarni aniqlaydi. Hamma narsa tuzning eruvchanlik mahsulotiga (SP) bog'liq bo'lsa-da, uning shakllanishi sifatli reaktsiyalarda tegishli eritmalar qo'shilishi bilan davom etadi. Buni quyidagi reaksiyalardan bilish mumkin. Agar kompleks ion + bo'lgan eritmaga har qanday xlorid eritmasi ta'sir etsa, xloridlar qo'shilganda oddiy kumush tuzlari eritmalaridan kumush xlorid cho'kmasi ajralib chiqsa ham, cho'kma hosil bo'lmaydi.

Shubhasiz, eritmadagi kumush ionlarining konsentratsiyasi juda past, shuning uchun unga ortiqcha xlorid ionlari kiritilganda kumush xloridning eruvchanlik mahsuloti qiymatiga erishish mumkin bo'ladi (PR AgCl = 1,8 10 -). 10). Biroq, eritmaga kaliy yodid kompleksi qo'shilgandan so'ng, kumush yodid cho'kmasi cho'kadi. Bu eritmada kumush ionlari mavjudligini isbotlaydi. Ularning konsentratsiyasi qanchalik kichik bo'lmasin, lekin cho'kma hosil bo'lishi uchun etarli bo'lib chiqadi, chunki. PR AgI \u003d 1 10 -16, ya'ni. kumush xloridnikidan ancha kam. Xuddi shu tarzda, H 2 S eritmasi ta'sirida eruvchanlik mahsuloti 10 -51 bo'lgan kumush sulfid Ag 2 S cho'kmasi olinadi.

Davom etayotgan reaktsiyalarning ion-molekulyar tenglamalari quyidagi shaklga ega:

I - D AgI↓ + 2NH 3

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

Ichki sferasi beqaror bo'lgan murakkab birikmalar qo'sh tuzlar deyiladi. Ular turlicha, ya'ni molekula birikmalari sifatida belgilanadi. Masalan: CaCO 3 Na 2 CO 3; CuCl 2 · KCl; KCl·MgCl 2; 2NaCl · CoCl 2. qo'sh tuzlar kristall panjara joylarida bir xil anionlar, ammo turli xil kationlar mavjud bo'lgan birikmalar sifatida qaralishi mumkin; Bu birikmalardagi kimyoviy bog'lanishlar asosan ionli tabiatga ega va shuning uchun suvli eritmalarda ular deyarli butunlay alohida ionlarga ajraladi. Agar, masalan, kaliy xlorid va mis (II) xlorid suvda erigan bo'lsa, kuchli elektrolitlar turiga qarab dissotsiatsiya sodir bo'ladi:

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

Qo'sh tuz eritmasida hosil bo'lgan barcha ionlarni tegishli sifatli reaktsiyalar yordamida aniqlash mumkin.

Kompleks birikmalar eritmalaridagi reaksiyalar. Murakkab ionlar ishtirok etgan elektrolitlar eritmalarida almashinuv reaktsiyalarining muvozanat siljishi oddiy (murakkab bo'lmagan) elektrolitlar eritmalaridagi kabi qoidalar bilan belgilanadi, ya'ni: muvozanat ionlarning eng to'liq bog'lanishi yo'nalishi bo'yicha siljiydi (murakkablashtiruvchi vosita, ligandlar). , tashqi sferaning ionlari), erimaydigan, yomon eriydigan moddalar yoki zaif elektrolitlar hosil bo'lishiga olib keladi.

Shu munosabat bilan kompleks birikmalar eritmalarida reaktsiyalar mumkin:

1) tashqi sfera ionlarining almashinuvi, bunda kompleks ionning tarkibi doimiy bo'lib qoladi;

2) intrasfera almashinuvi.

Reaksiyaning birinchi turi erimaydigan va yomon eriydigan birikmalar hosil bo'lishiga olib keladigan hollarda amalga oshiriladi. Masalan, K 4 va K 3 ning Fe 3+ va Fe 2+ kationlari bilan oʻzaro taʼsiri, bu Prussiya koʻk Fe 4 3 choʻkmasini va koʻk Fe 3 2 ni hosil qiladi:

3 4- + 4Fe 3+ = Fe 4 3 ↓,

Prussiya ko'k

2 3- + 3Fe 2+ = Fe 3 2 ↓.

turnbull blue

Ikkinchi turdagi reaktsiyalar Bu yanada barqaror kompleksning shakllanishiga olib keladigan holatlarda mumkin, ya'ni. K n ning past qiymati bilan, Masalan:

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

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

Kn ning yaqin qiymatlarida bunday jarayonning mumkinligi raqobatdosh ligandning ko'pligi bilan belgilanadi.

Murakkab birikmalar uchun kompleks ionning atom tarkibini o'zgartirmasdan, lekin uning zaryadini o'zgartirmasdan sodir bo'ladigan redoks reaktsiyalari ham mumkin, masalan:

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

murakkab birikmalar.

Barcha noorganik birikmalar ikki guruhga bo'linadi:

1. birinchi tartibli birikmalar, ᴛ.ᴇ. valentlik nazariyasiga bo'ysunuvchi birikmalar;

2. yuqori darajali bog‘lanishlar, ᴛ.ᴇ. valentlik nazariyasi tushunchalariga bo'ysunmaydigan birikmalar. Yuqori tartibli birikmalarga gidratlar, ammoniatlar va boshqalar kiradi.

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

Verner (Shveytsariya) kimyoga yuqori tartibli birikmalar haqidagi g'oyalarni kiritdi va ularga nom berdi. murakkab birikmalar. U CS ga suvli eritmada umuman tarkibiy qismlarga ajralmaydigan yoki kichik darajada parchalanadigan yuqori darajadagi barcha eng barqaror birikmalarni nazarda tutgan. 1893 yilda Verner har qanday element to'yingandan keyin qo'shimcha valentlikni ham ko'rsatishi mumkinligini taklif qildi - muvofiqlashtirish. Vernerning muvofiqlashtirish nazariyasiga ko'ra, har bir CSda quyidagilar mavjud:

Cl3: murakkablashtiruvchi vosita (KO \u003d Co), ligandlar (NH 3), muvofiqlashtirish raqami (CN \u003d 6), ichki sfera, tashqi muhit (Cl 3), muvofiqlashtirish qobiliyati.

Atrofida ionlar yoki molekulalar to'plangan ichki sferaning markaziy atomi deyiladi murakkablashtiruvchi vosita. Murakkab moddalarning rolini ko'pincha metall ionlari, kamroq neytral atomlar yoki anionlar bajaradi. Ichki sferada markaziy atom atrofida muvofiqlashtiruvchi ionlar yoki molekulalar deyiladi ligandlar. Ligandlar anionlar: G -, OH-, CN-, CNS-, NO 2 -, CO 3 2-, C 2 O 4 2-, neytral molekulalar: H 2 O, CO, G 2, NH 3, N 2 H. 4 . muvofiqlashtirish raqami - kompleksning ichki sferasida ligandlar egallagan joylar soni. CN odatda oksidlanish darajasidan yuqori. CN = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12. Eng keng tarqalgan CN = 4, 6, 2. Bu raqamlar kompleksning eng nosimmetrik konfiguratsiyasiga mos keladi - oktaedral (6), tetraedral (4) va chiziqli (2). KCH kompleks hosil qiluvchi va ligandlarning tabiatiga, shuningdek, CO va ligandlarning o'lchamlariga hasad. Ligandlarning koordinatsion qobiliyati- har bir ligand egallagan kompleksning ichki sohasidagi o'rinlar soni. Aksariyat ligandlar uchun muvofiqlashtirish qobiliyati birlikdir ( monodentat ligandlar), ikkitadan kam ( bidentatli ligandlar), sig'imi yuqori bo'lgan ligandlar mavjud (3, 4, 6) - polidentat ligandlar. Kompleksning zaryadi son jihatdan umumiy tashqi sferaga teng va unga ishorasi bo'yicha qarama-qarshi bo'lishi kerak. 3+ Cl 3 -.

Kompleks birikmalarning nomenklaturasi. Ko'pgina murakkab birikmalar rangi yoki ularni sintez qilgan olimning nomi bilan bog'liq bo'lgan tarixiy nomlarini saqlab qolgan. Bugungi kunda IUPAC nomenklaturasi qo'llaniladi.

Ion listing tartibi. Anion nomida lotincha KO nomining ildizi, genitativ holatda ruscha nomi esa kation nomida ishlatiladi, avval anionni, keyin kationni chaqirish odat tusiga kiradi.

Cl - diamminekumush xlorid; K 2 - kaliy triklorokuprat.

Ligandlarni ro'yxatga olish tartibi. Kompleksdagi ligandlar quyidagi tartibda keltirilgan: anion, neytral, katyonik - defis bilan ajratilmagan. Anionlar H - , O 2- , OH - , oddiy anionlar, kompleks anionlar, ko'p atomli anionlar, organik anionlar qatorida keltirilgan.

SO 4 - xlorsulfat (+4)

Muvofiqlashtiruvchi guruhlarning tugashi. Neytral guruhlar molekulalar bilan bir xil nomlanadi. Istisnolar - aqua (H 2 O), amin (NH 3). ʼʼOʼʼ unlisi manfiy zaryadlangan anionlarga qoʻshiladi

- geksosianoferrat (+3) geksaaminakobalt (+3)

Ligandlar sonini bildiruvchi prefikslar.

1 - mono, 2 - di, 3 - uch, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - heksa, 7 - hepta, 8 - okta, 9 - nona, 10 - deka, 11 - indeka, 12 - dodeka, ko'p - poli.

Bis-, tris- prefikslari murakkab nomli ligandlardan oldin ishlatiladi, bu erda allaqachon mono-, di- va hokazo prefikslar mavjud.

Cl 3 - tris (etilendiamin) temir xlorid (+3)

Kompleks birikmalarning nomlari dastlab nominativ holatda va -at qo'shimchasi bilan anion qismni, keyin esa genitativ holatda kation qismini bildiradi. Shu bilan birga, birikmaning anion va katyonik qismlarida markaziy atom nomidan oldin, uning atrofida muvofiqlashtirilgan barcha ligandlar ro'yxatga olinadi, bu ularning sonini yunon raqamlarida ko'rsatadi (1 - mono (odatda tushiriladi), 2 - di, 3 - uch, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - okta). Ligandlar nomlariga -o qo'shimchasi qo'shiladi va avval anionlar, so'ngra neytral molekulalar deyiladi: Cl- - xloro, CN- - siyano, OH- - gidrokso, C2O42- - oksalato, S2O32- - tiosulfato, ( CH3) 2NH - dimetilamino va boshqalar. Istisnolar: ligandlar sifatida H2O va NH3 nomlari quyidagicha: ʼʼaquaʼʼ va ʼʼamminʼʼ. Agar markaziy atom kationning bir qismi bo'lsa, u holda elementning ruscha nomi ishlatiladi, undan keyin uning oksidlanish darajasi rim raqamlari bilan qavs ichida ko'rsatiladi. Anion tarkibidagi markaziy atom uchun elementning lotincha nomi ishlatiladi va bu nomdan oldin oksidlanish darajasi ko'rsatilgan. Doimiy oksidlanish darajasiga ega bo'lgan elementlar uchun uni o'tkazib yuborish mumkin. Elektrolitlar bo'lmagan holda, markaziy atomning oksidlanish darajasi ham ko'rsatilmaydi, chunki u kompleksning elektr neytralligi asosida aniqlanadi. Sarlavhaga misollar:

Cl2 - dikloro-tetramin-platina (IV) xlorid,

OH - diamin-kumush (I) gidroksid.

Kompleks birikmalarning tasnifi. COPlarning bir nechta turli tasniflari qo'llaniladi.

1. birikmalarning ma'lum bir sinfiga mansubligi bilan:

murakkab kislotalar - H 2

murakkab asoslar -

murakkab tuzlar - K 2

2. Ligandlarning tabiati bo'yicha: akvakomplekslar, ammiak. Sianid, halid va boshqalar.

Akvakomplekslar suv molekulalari ligand bo'lib xizmat qiladigan komplekslardir, masalan, Cl 2 geksaakvakalsiy xloriddir. Amminatlar va aminatlar ligandlari ammiak va organik aminlarning molekulalari bo'lgan komplekslardir, masalan: SO 4 - tetrammin mis (II) sulfat. Gidroksokomplekslar. Ularda OH- ionlari ligand vazifasini bajaradi. Ayniqsa, amfoter metallar uchun xarakterlidir. Misol: Na 2 - natriy tetrahidroksozinkat (II). Kislota komplekslari. Ushbu komplekslarda ligandlar anion-kislota qoldiqlari, masalan, K 4 - kaliy geksatsianoferrat (II).

3. majmua zaryadining belgisi bilan: katyonik, anionik, neytral

4. CSning ichki tuzilishiga ko'ra: kompleksni tashkil etuvchi yadrolar soniga ko'ra:

mononuklear - H 2, ikki yadroli - Cl 5 va boshqalar,

5. sikllarning yo'qligi yoki mavjudligi bilan: oddiy va siklik CS.

Tsiklik yoki xelat (pincer) komplekslari. Οʜᴎ tarkibida ikki yoki polidentat ligand mavjud bo'lib, u xuddi saraton panjalari kabi markaziy M atomini tutadi: Misollar: Na 3 - natriy trioksalato-(III) ferrat, (NO 3) 4 - trietilendiamino-platina (IV) nitrat .

Xelat komplekslari guruhiga, shuningdek, markaziy atom siklning bir qismi bo'lgan, turli yo'llar bilan ligandlar bilan bog'lanish hosil qiluvchi intrakompleks birikmalar kiradi: almashinuv va donor-akseptor mexanizmlari. Bunday komplekslar aminokarboksilik kislotalarga juda xosdir, masalan, glitsin Cu 2+, Pt 2+ ionlari bilan xelat hosil qiladi:

Xelat birikmalari ayniqsa kuchli, chunki ulardagi markaziy atom, xuddi siklik ligand bilan bloklangan. Besh va olti a'zoli halqali xelatlar eng barqaror hisoblanadi. Komplekslar metall kationlarini shunchalik kuchli bog'laydiki, ularni qo'shganda CaSO 4 , BaSO 4 , CaC 2 O 4 , CaCO 3 kabi yomon eriydigan moddalar eriydi. Shu sababli ular suvni yumshatishda, bo'yashda, fotomateriallarni qayta ishlashda va analitik kimyoda metall ionlarini bog'lashda qo'llaniladi. Ko'pgina xelat tipidagi komplekslar o'ziga xos rangga ega va shu bilan bog'liq holda, mos keladigan ligand birikmalari o'tish metall kationlari uchun juda sezgir reagentlardir. Masalan, dimetilglioksim [S(CH 3)NOH] 2 Ni2+, Pd2+, Pt2+, Fe2+ va boshqalar kationlari uchun ajoyib reaktiv bo‘lib xizmat qiladi.

Kompleks birikmalarning barqarorligi. Beqarorlik doimiy. CS suvda eriganida, parchalanish sodir bo'ladi va ichki sfera o'zini bir butun sifatida tutadi.

K = K + + -

Ushbu jarayon bilan bir qatorda kompleksning ichki sohasining ajralishi kichik darajada sodir bo'ladi:

Ag + + 2CN -

CS barqarorligini tavsiflash uchun biz kiritamiz barqarorlik doimiy teng:

Beqarorlik konstantasi CS kuchining o'lchovidir. K qanchalik kichik bo'lsa, COP shunchalik mustahkam bo'ladi.

Kompleks birikmalarning izomeriyasi. Murakkab birikmalar uchun izomeriya juda keng tarqalgan va quyidagilar mavjud:

1. Solvat izomeriyasi izomerlarda suv molekulalarining ichki va tashqi sferalar orasidagi taqsimoti bir xil bo'lmaganda uchraydi.

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

binafsha och yashil quyuq yashil

2.Ionlanish izomeriyasi kompleksning ichki va tashqi sferalaridan ionlarning turlicha ajralish qulayligi bilan bog'liq.

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

SO 4 va Br - sulfat bromo-pentammin-kobalt (III) va bromid sulfat-pentammin-kobalt (III).

C va NO 2 - xlorid nitro-xloro-dietilendiamino-kobalt (III) initrit dikloro-dietilendiamino-kobalt (III).

3. Koordinatsion izomeriya faqat bikompleks birikmalarida uchraydi

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

Koordinatsion izomeriya Kation ham, anion ham murakkab bo'lgan murakkab birikmalarda uchraydi.

Masalan, tetraxloro-(II)platinat tetramin-xrom(II) va tetraxloro-(II)tetramin-platina(II) kromat koordinatsion izomerlardir.

4. Aloqa izomeriyasi monodentat ligandlarni ikki xil atom orqali muvofiqlashtirish mumkin bo'lgandagina yuzaga keladi.

5. Fazoviy izomeriya bir xil ligandlar CO atrofida yoki yaqinida joylashganligi sababli (cis) yoki aksincha ( trans).

Sis izomeri (to'q sariq kristallar) Trans izomeri (sariq kristallar)

Dixlorodiammin-platina izomerlari

Ligandlarning tetraedral joylashuvi bilan sis-trans izomeriyasi mumkin emas.

6. Oyna (optik) izomeriya, masalan, dikloro-dietilendiamino-xrom (III) + kationda:

Organik moddalarda bo'lgani kabi, oyna izomerlari ham bir xil fizik va kimyoviy xususiyatlarga ega va kristallarning assimetriyasi va yorug'lik qutblanish tekisligining aylanish yo'nalishi bo'yicha farqlanadi.

7. Ligand izomeriyasi , masalan, (NH 2) 2 (CH 2) 4 uchun quyidagi izomerlar mumkin: (NH 2) - (CH 2) 4 -NH 2, CH 3 -NH-CH 2 -CH 2 -NH-CH 3 , NH 2 -CH (CH 3) -CH 2 -CH 2 -NH 2

Kompleks birikmalarda aloqa muammosi. CSdagi ulanishning tabiati har xil bo'lib, tushuntirish uchun hozirgi vaqtda uchta yondashuv qo'llaniladi: VS usuli, MO usuli va kristall maydon nazariyasi usuli.

Quyosh usuli Paulin tanishtirdi. Usulning asosiy qoidalari:

1. CS dagi bog'lanish donor-akseptor o'zaro ta'siri natijasida hosil bo'ladi. Ligandlar elektron juftlarni, kompleks hosil qiluvchi vosita esa erkin orbitallarni beradi. Bog'lanish kuchining o'lchovi orbital qoplama darajasidir.

2. CO orbitallari gibridlanishga uchraydi, duragaylanish turi ligandlarning soni, tabiati va elektron tuzilishi bilan belgilanadi. CO ning gibridlanishi kompleksning geometriyasi bilan aniqlanadi.

3. Kompleksning qo'shimcha mustahkamlanishi s-bog' bilan birga p-bog' hosil bo'lishi tufayli sodir bo'ladi.

4. Kompleksning magnit xossalari juftlashtirilmagan elektronlar soni bilan aniqlanadi.

5. Kompleks hosil bo`lishi jarayonida orbitallardagi elektronlarning taqsimlanishi neytral atomlarda ham qolishi va o`zgarishlarga uchrashi mumkin. Bu ligandlarning tabiatiga, uning elektrostatik maydoniga bog'liq. Ligandlarning spektrokimyoviy seriyasi ishlab chiqilgan. Agar ligandlar kuchli maydonga ega bo'lsa, u holda ular elektronlarni siljitadi, bu ularning juftlashishiga va yangi bog'lanishga olib keladi.

Ligandlarning spektrokimyoviy qatori:

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

6. VS usuli neytral va klasster komplekslarda ham bog`lanish hosil bo`lishini tushuntirish imkonini beradi

K 3 K 3

1. Ligandlar birinchi CSda kuchli maydon, ikkinchisida esa kuchsiz maydon hosil qiladi

2. Temirning valentlik orbitallarini chizing:

3. Ligandlarning donorlik xususiyatlarini ko'rib chiqing: CN - erkin elektron orbitallarga ega va elektron juftlarning donorlari.
ref.rf saytida joylashgan
CN - kuchli maydonga ega, 3D orbitallarga ta'sir qiladi, ularni siqadi.

Natijada, 6 ta bog' hosil bo'ladi, ichki 3 dorbital, ᴛ.ᴇ esa ulanishda ishtirok etadi. intraorbital kompleks hosil bo'ladi. Murakkab paramagnit va past aylanish, chunki bitta juftlashtirilmagan elektron mavjud. Kompleks barqaror, chunki ichki orbitallarni egallagan.

F ionlari - erkin elektron orbitallarga ega va elektron juftlarning donorlari bo'lib, zaif maydonga ega va shuning uchun elektronlarni 3d darajasida kondensatsiya qila olmaydi.

Natijada paramagnit, yuqori spinli, tashqi orbital kompleks hosil bo'ladi. Beqaror va reaktiv.

VS usulining afzalliklari: informatsion

VS usulining kamchiliklari: usul ma'lum bir qator moddalar uchun mos keladi, usul optik xususiyatlarni (rangni) tushuntirmaydi, energiyani baholashni amalga oshirmaydi, chunki ba'zi hollarda energetik jihatdan qulayroq tetraedral o'rniga kvadratik kompleks hosil bo'ladi.

murakkab birikmalar. - tushuncha va turlari. "Kompleks birikmalar" toifasining tasnifi va xususiyatlari. 2017, 2018 yil.

Umumiy kimyo: darslik / A. V. Jolnin; ed. V. A. Popkova, A. V. Jolnina. - 2012. - 400 b.: kasal.

7-bob. MURAKBAK BIRIKMALAR

7-bob. MURAKBAK BIRIKMALAR

Murakkab elementlar hayotning tashkilotchilaridir.

K. B. Yatsimirskiy

Kompleks birikmalar birikmalarning eng keng va xilma-xil sinfidir. Tirik organizmlar tarkibida biogen metallarning oqsillar, aminokislotalar, porfirinlar, nuklein kislotalar, uglevodlar va makrosiklik birikmalar bilan murakkab birikmalari mavjud. Hayotiy faoliyatning eng muhim jarayonlari kompleks birikmalar ishtirokida davom etadi. Ulardan ba'zilari (gemoglobin, xlorofill, gemosiyanin, vitamin B 12 va boshqalar) biokimyoviy jarayonlarda muhim rol o'ynaydi. Ko'pgina dorilar tarkibida metall komplekslari mavjud. Masalan, insulin (sink kompleksi), vitamin B 12 (kobalt kompleksi), platinol (platina kompleksi) va boshqalar.

7.1. A.VERNERNING KOORDINASYON NAZARIYASI

Kompleks birikmalarning tuzilishi

Zarrachalarning o'zaro ta'siri jarayonida zarrachalarning o'zaro muvofiqlashuvi kuzatiladi, bu murakkab hosil bo'lish jarayoni sifatida belgilanishi mumkin. Masalan, ionlarning hidratsiyasi jarayoni akvakomplekslarning hosil bo'lishi bilan tugaydi. Murakkab hosil bo'lish reaktsiyalari elektron juftlarning ko'chishi bilan birga keladi va murakkab (koordinatsion) birikmalar deb ataladigan yuqori tartibli birikmalarning paydo bo'lishiga yoki yo'q qilinishiga olib keladi. Murakkab birikmalarning o'ziga xos xususiyati ularda donor-akseptor mexanizmiga ko'ra paydo bo'lgan koordinatsion aloqaning mavjudligi:

Kompleks birikmalar kristall holatda ham, eritmada ham mavjud bo'lgan birikmalardir.

bu ligandlar bilan o'ralgan markaziy atomning mavjudligi. Murakkab birikmalarni eritmada mustaqil mavjud bo'lishga qodir oddiy molekulalardan tashkil topgan yuqori tartibli murakkab birikmalar deb hisoblash mumkin.

Vernerning koordinatsiya nazariyasiga ko'ra, kompleks birikmada, ichki Va tashqi soha. Markaziy atom atrofdagi ligandlari bilan kompleksning ichki sferasini tashkil qiladi. Odatda kvadrat qavslar ichiga olinadi. Murakkab birikmadagi qolgan hamma narsa tashqi sfera bo'lib, kvadrat qavs ichida yoziladi. Aniqlangan markaziy atom atrofida ma'lum miqdordagi ligandlar joylashadi muvofiqlashtirish raqami(kch). Koordinatsion ligandlar soni ko'pincha 6 yoki 4 tani tashkil qiladi. Ligand markaziy atomga yaqin koordinatsion joyni egallaydi. Koordinatsiya ligandlarning ham, markaziy atomning ham xususiyatlarini o'zgartiradi. Ko'pincha muvofiqlashtirilgan ligandlarni erkin holatda ularga xos bo'lgan kimyoviy reaktsiyalar yordamida aniqlab bo'lmaydi. Ichki sferaning yanada qattiq bog'langan zarralari deyiladi kompleks (murakkab ion). Markaziy atom va ligandlar o'rtasida tortishish kuchlari (almashinuv va (yoki) donor-akseptor mexanizmiga ko'ra kovalent bog'lanish hosil bo'ladi), ligandlar o'rtasida esa itaruvchi kuchlar ta'sir qiladi. Agar ichki sferaning zaryadi 0 ga teng bo'lsa, tashqi koordinatsion sfera yo'q.

Markaziy atom (komplekslashtiruvchi)- murakkab birikmada markaziy o'rinni egallagan atom yoki ion. Kompleks tuzuvchining rolini ko'pincha erkin orbitalari va etarlicha katta musbat yadro zaryadiga ega bo'lgan zarralar bajaradi va shuning uchun elektron qabul qiluvchi bo'lishi mumkin. Bu o'tish elementlarining kationlari. Eng kuchli komplekslashtiruvchi moddalar IB va VIIIB guruhlari elementlari hisoblanadi. Kamdan-kam hollarda kompleks sifatida

d-elementlarning neytral atomlari va turli oksidlanish darajasidagi metall bo'lmagan atomlar - . Kompleks tuzuvchi tomonidan taqdim etilgan erkin atom orbitallari soni uning koordinatsion raqamini aniqlaydi. Koordinatsion raqamning qiymati ko'plab omillarga bog'liq, lekin odatda u kompleks hosil qiluvchi ion zaryadining ikki barobariga teng:

Ligandlar- kompleks hosil qiluvchi agent bilan bevosita bog'liq bo'lgan va elektron juftlarning donorlari bo'lgan ionlar yoki molekulalar. Erkin va harakatlanuvchi elektron juftlariga ega bo'lgan elektronga boy tizimlar elektron donorlar bo'lishi mumkin, masalan:

P-elementlarning birikmalari kompleks hosil qilish xususiyatini namoyon qiladi va kompleks birikmada ligand vazifasini bajaradi. Ligandlar atomlar va molekulalar (oqsillar, aminokislotalar, nuklein kislotalar, uglevodlar) bo'lishi mumkin. Ligandlar bilan kompleks hosil qiluvchi bogʻlanishlar soniga koʻra ligandlar mono-, di- va polidentatli ligandlarga boʻlinadi. Yuqoridagi ligandlar (molekulalar va anionlar) monodentatdir, chunki ular bitta elektron juftining donorlaridir. Bidentat ligandlari ikkita elektron juft donor bo'lishga qodir bo'lgan ikkita funktsional guruhni o'z ichiga olgan molekulalar yoki ionlarni o'z ichiga oladi:

Polidentat ligandlarga etilendiamintetraasetik kislotaning 6 dentatli ligandlari kiradi:

Kompleks birikmaning ichki sferasida har bir ligandning egallagan joylari soni deyiladi ligandning koordinatsion qobiliyati (tishligi). U markaziy atom bilan koordinatsion aloqa hosil qilishda ishtirok etuvchi ligandning elektron juftlari soni bilan aniqlanadi.

Murakkab birikmalarga qo'shimcha ravishda, koordinatsion kimyo suvli eritmada tarkibiy qismlarga ajraladigan qo'sh tuzlarni, kristalli gidratlarni o'z ichiga oladi, ular qattiq holatda ko'p hollarda murakkablarga o'xshash tuzilgan, ammo beqaror.

Tarkibi va bajaradigan funktsiyalari jihatidan eng barqaror va xilma-xil komplekslar d-elementlarni tashkil qiladi. O'tish elementlarining murakkab birikmalari alohida ahamiyatga ega: temir, marganets, titan, kobalt, mis, sink va molibden. Biogen s-elementlar (Na, K, Mg, Ca) faqat ma'lum bir siklik tuzilishga ega ligandlar bilan kompleks birikmalar hosil qiladi, shuningdek, kompleks hosil qiluvchi vosita sifatida ishlaydi. Asosiy qism R-elementlar (N, P, S, O) kompleks hosil qiluvchi zarralar (ligandlar), shu jumladan bioligandlarning faol faol qismidir. Bu ularning biologik ahamiyati.

Shuning uchun kompleks hosil qilish qobiliyati davriy tizimning kimyoviy elementlarining umumiy xususiyati bo'lib, bu qobiliyat quyidagi tartibda kamayadi: f> d> p> s.

7.2. MURAKKAL BIRIKMALARNING ASOSIY zarrachalarining zaryadini aniqlash.

Kompleks birikmaning ichki sferasi zaryadi uning tarkibidagi zarrachalar zaryadlarining algebraik yig'indisidir. Masalan, kompleks zaryadining kattaligi va belgisi quyidagicha aniqlanadi. Alyuminiy ionining zaryadi +3, oltita gidroksid ionining umumiy zaryadi -6 ga teng. Demak, kompleksning zaryadi (+3) + (-6) = -3 va kompleks formulasi 3- ga teng. Kompleks ionning zaryadi son jihatdan tashqi sferaning umumiy zaryadiga teng va unga ishorasi bilan qarama-qarshidir. Masalan, K 3 tashqi sharning zaryadi +3 ga teng. Shuning uchun kompleks ionning zaryadi -3 ga teng. Kompleks hosil qiluvchining zaryadi kattaligi bo'yicha teng va kompleks birikmaning boshqa barcha zarrachalari zaryadlarining algebraik yig'indisiga qarama-qarshidir. Demak, K 3 da temir ionining zaryadi +3 ga teng, chunki kompleks birikmaning barcha boshqa zarralarining umumiy zaryadi (+3) + (-6) = -3 ga teng.

7.3. MURAKKAK BIRIKMALARNING NOMENKLATURASI

Nomenklatura asoslari Vernerning klassik asarlarida ishlab chiqilgan. Ularga muvofiq kompleks birikmada avval kation, keyin esa anion chaqiriladi. Agar birikma elektrolit bo'lmagan turdagi bo'lsa, u bir so'z bilan deyiladi. Kompleks ionning nomi bir so'z bilan yoziladi.

Neytral ligand molekula bilan bir xil nomlanadi va anion ligandlariga "o" qo'shiladi. Muvofiqlashtirilgan suv molekulasi uchun "aqua-" belgisi qo'llaniladi. Kompleksning ichki sferasidagi bir xil ligandlar sonini ko'rsatish uchun ligandlar nomidan oldin old qo'shimcha sifatida di-, tri-, tetra-, penta-, heksa- va hokazo yunon raqamlari qo'llaniladi. Monone prefiksi ishlatiladi. Ligandlar alifbo tartibida keltirilgan. Ligandning nomi yagona shaxs sifatida qaraladi. Ligand nomidan keyin markaziy atom nomi keladi, bu oksidlanish darajasini ko'rsatadi, bu qavslar ichida rim raqamlari bilan ko'rsatilgan. Ammin so'zi (ikkita "m" bilan) ammiak bilan bog'liq holda yozilgan. Boshqa barcha aminlar uchun faqat bitta "m" ishlatiladi.

C1 3 - geksaminkobalt (III) xlorid.

C1 3 - akvapentamminkobalt (III) xlorid.

Cl 2 - pentametilamminexlorokobalt (III) xlorid.

Diamminedibromoplatin (II).

Agar kompleks ion anion bo'lsa, uning lotincha nomi "am" oxiriga ega.

(NH 4) 2 - ammoniy tetrakloropalladat (II).

K - kaliy pentabromoamminplatinat (IV).

K 2 - kaliy tetrarodanokobaltat (II).

Murakkab ligandning nomi odatda qavs ichiga olinadi.

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

Br - bromo-tris-(trifenilfosfin) platina (II) bromid.

Ligand ikkita markaziy ionni bog'lagan hollarda uning nomidan oldin yunoncha harf ishlatiladiμ.

Bunday ligandlar deyiladi ko'prik va oxirgi sanab o'tilgan.

7.4. KIMYOVIY BOG'LANISHI VA MUKAMMAL BIRIKMALARNING TUZILISHI

Kompleks birikmalar hosil bo‘lishida ligand va markaziy atom o‘rtasidagi donor-akseptor o‘zaro ta’sirlari muhim rol o‘ynaydi. Elektron juft donor odatda liganddir. Akseptor - bu erkin orbitallarga ega bo'lgan markaziy atom. Bu bog'lanish kuchli bo'lib, kompleks eritilganda (nonionogen) buzilmaydi va u deyiladi muvofiqlashtirish.

O-bog'lar bilan bir qatorda p-bog'lar donor-akseptor mexanizmi orqali hosil bo'ladi. Bunda metall ioni o'zining juftlashgan d-elektronlarini energetik jihatdan qulay bo'sh orbitallarga ega bo'lgan ligandga berib, donor bo'lib xizmat qiladi. Bunday munosabatlarga dativ deyiladi. Ular shakllanadi:

a) metallning bo'sh bo'lgan p-orbitallari metallning d-orbitali bilan ustma-ust tushishi tufayli, ularda s-bog'ga kirmagan elektronlar mavjud;

b) ligandning bo'sh d-orbitallari metallning to'ldirilgan d-orbitallari bilan ustma-ust tushganda.

Uning kuchining o'lchovi ligand orbitallari va markaziy atom o'rtasidagi o'zaro bog'liqlik darajasidir. Markaziy atom bog'larining yo'nalishi kompleksning geometriyasini belgilaydi. Bog'larning yo'nalishini tushuntirish uchun markaziy atomning atom orbitallarining gibridlanishi tushunchasidan foydalaniladi. Markaziy atomning gibrid orbitallari teng bo'lmagan atom orbitallarini aralashtirish natijasidir, natijada orbitallarning shakli va energiyasi o'zaro o'zgaradi va yangi bir xil shakl va energiyadagi orbitallar hosil bo'ladi. Gibrid orbitallar soni har doim asl orbitallar soniga teng. Gibrid bulutlar atomda bir-biridan maksimal masofada joylashgan (7.1-jadval).

7.1-jadval. Kompleks tuzuvchining atom orbitallarining gibridlanish turlari va ba'zi kompleks birikmalarning geometriyasi.

Kompleksning fazoviy tuzilishi valentlik orbitallarining gibridlanish turi va uning valentlik energiya darajasida mavjud bo'lmagan elektron juftlar soni bilan belgilanadi.

Ligand va kompleks hosil qiluvchi agent o'rtasidagi donor-akseptor o'zaro ta'sirining samaradorligi va, demak, ular orasidagi bog'lanishning mustahkamligi (kompleksning barqarorligi) ularning qutblanish qobiliyati bilan belgilanadi, ya'ni. tashqi ta'sir ostida elektron qobiqlarini o'zgartirish qobiliyati. Shu asosda reaktivlar bo'linadi "qattiq" yoki past polarizatsiyali, va "yumshoq" - osonlik bilan polarizatsiya qilinadi. Atom, molekula yoki ionning qutbliligi ularning kattaligiga va elektron qatlamlar soniga bog'liq. Zarrachaning radiusi va elektronlari qanchalik kichik bo'lsa, u kamroq qutblangan bo'ladi. Zarrachaning radiusi qanchalik kichik bo'lsa va elektronlar qancha kam bo'lsa, u shunchalik yomon qutblanadi.

Qattiq kislotalar ligandlarning elektron manfiy O, N, F atomlari (qattiq asoslar) bilan kuchli (qattiq) komplekslar hosil qiladi, yumshoq kislotalar esa elektron manfiyligi past va qutblanish qobiliyati yuqori bo'lgan ligandlarning donor P, S va I atomlari bilan kuchli (yumshoq) komplekslar hosil qiladi. Biz bu erda "o'xshash bilan kabi" umumiy tamoyilining namoyon bo'lishini kuzatamiz.

Qattiqligi tufayli natriy va kaliy ionlari amalda biosubstratlar bilan barqaror komplekslar hosil qilmaydi va fiziologik muhitda akvakomplekslar shaklida topiladi. Ca 2 + va Mg 2 + ionlari oqsillar bilan ancha barqaror komplekslar hosil qiladi va shuning uchun fiziologik muhitda ham ion, ham bog'langan holatda bo'ladi.

d-elementlarning ionlari biosubstratlar (oqsillar) bilan kuchli komplekslar hosil qiladi. Yumshoq kislotalar esa Cd, Pb, Hg juda zaharli hisoblanadi. Ular R-SH sulfhidril guruhlarini o'z ichiga olgan oqsillar bilan kuchli komplekslar hosil qiladi:

Sianid ioni zaharli hisoblanadi. Yumshoq ligand biosubstratlar bilan komplekslarda d-metallar bilan faol ta'sir o'tkazadi, ikkinchisini faollashtiradi.

7.5. MUKAMMEK BIRIKMALARNING DISOSIYASI. KOMPLEKSLARNING BARQARORLIGI. LABIL VA INERT KOMPLEKSLAR

Murakkab birikmalar suvda eritilganda, ular odatda kuchli elektrolitlar kabi tashqi va ichki sfera ionlariga parchalanadi, chunki bu ionlar ionogen, asosan elektrostatik kuchlar bilan bog'langan. Bu murakkab birikmalarning birlamchi dissotsiatsiyasi sifatida baholanadi.

Kompleks birikmaning ikkilamchi dissotsiatsiyasi ichki sferaning uning tarkibiy qismlariga parchalanishidir. Bu jarayon zaif elektrolitlar turiga qarab davom etadi, chunki ichki sfera zarralari noionik (kovalent) bog'langan. Dissotsiatsiya bosqichma-bosqich xarakterga ega:

Murakkab birikmaning ichki sferasi barqarorligining sifat tavsifi uchun uning to'liq dissotsiatsiyasini tavsiflovchi muvozanat konstantasi qo'llaniladi. murakkab beqarorlik konstantasi(Kn). Murakkab anion uchun beqarorlik konstantasining ifodasi quyidagi ko'rinishga ega:

Kn qiymati qanchalik kichik bo'lsa, murakkab birikmaning ichki sferasi shunchalik barqaror bo'ladi, ya'ni. suvli eritmada qanchalik kam dissotsilanadi. So'nggi paytlarda Kn o'rniga barqarorlik konstantasining qiymati (Ku) qo'llaniladi - Kn ning o'zaro. Ku qiymati qanchalik katta bo'lsa, kompleks shunchalik barqaror.

Barqarorlik konstantalari ligand almashinuvi jarayonlarining yo'nalishini taxmin qilish imkonini beradi.

Suvli eritmada metall ioni akvakomplekslar shaklida mavjud: 2+ - geksaakva temir (II), 2 + - tetraaqua mis (II). Gidratlangan ionlar uchun formulalarni yozishda hidratsiya qobig'ining muvofiqlashtirilgan suv molekulalari ko'rsatilmaydi, lekin nazarda tutiladi. Metall ioni va ba'zi ligandlar o'rtasida kompleks hosil bo'lishi ichki koordinatsion sferadagi suv molekulasining ushbu ligand bilan almashinishi reaktsiyasi sifatida qaraladi.

Ligand almashinish reaksiyalari S N - tipidagi reaksiyalar mexanizmiga ko ra boradi. Masalan:

7.2-jadvalda keltirilgan barqarorlik konstantalarining qiymatlari murakkab hosil bo'lish jarayoni tufayli suvli eritmalarda ionlarning kuchli bog'lanishi sodir bo'lishini ko'rsatadi, bu bog'lovchi ionlar, ayniqsa polidentat ligandlar bilan bog'lanish uchun ushbu turdagi reaktsiyalardan foydalanish samaradorligini ko'rsatadi.

7.2-jadval. Zirkonyum komplekslarining barqarorligi

Ion almashinish reaktsiyalaridan farqli o'laroq, kompleks birikmalarning hosil bo'lishi ko'pincha yarim lahzali jarayon emas. Misol uchun, temir (III) nitril trimetilenfosfon kislotasi bilan reaksiyaga kirishganda, muvozanat 4 kundan keyin o'rnatiladi. Komplekslarning kinetik xarakteristikalari uchun tushunchalar qo'llaniladi - labil(tezkor reaksiya) va inert(sekin reaksiyaga kirishadi). G.Taubening taklifiga koʻra, labil komplekslar xona haroratida 1 minut davomida ligandlarni toʻliq almashinadigan va eritma konsentratsiyasi 0,1 M. Termodinamik tushunchalarni [kuchli (barqaror) / moʻrt. (beqaror)] va kinetik [ inert va labil] komplekslar.

Labil komplekslarda ligandlarning almashinishi tez sodir bo'ladi va muvozanat tezda o'rnatiladi. Inert komplekslarda ligandlarni almashtirish sekin kechadi.

Demak, kislotali muhitdagi inert kompleks 2+ termodinamik jihatdan beqaror: beqarorlik konstantasi 10 -6, labil kompleks 2- juda barqaror: barqarorlik konstantasi 10 -30. Taube komplekslarning labilligini markaziy atomning elektron tuzilishi bilan bog'laydi. Komplekslarning inertligi asosan to'liq bo'lmagan d-qobiqli ionlarga xosdir. Inert komplekslarga Co, Cr kiradi. Tashqi darajasi s 2 p 6 bo'lgan ko'p kationlarning siyanid komplekslari labildir.

7.6. KOMPLEKSLARNING KIMYOVIY XUSUSIYATLARI

Kompleks hosil bo'lish jarayonlari kompleksni tashkil etuvchi barcha zarralarning xususiyatlariga amalda ta'sir qiladi. Ligand va kompleks hosil qiluvchi o'rtasidagi bog'lanishlar qanchalik kuchli bo'lsa, markaziy atom va ligandlarning xossalari eritmada shunchalik kam namoyon bo'ladi va kompleksning xususiyatlari shunchalik aniq bo'ladi.

Murakkab birikmalar markaziy atomning koordinatsion toʻyinmaganligi (erkin orbitallar mavjud) va ligandlarning erkin elektron juftlarining mavjudligi natijasida kimyoviy va biologik faollikni namoyon qiladi. Bu holda kompleks markaziy atom va ligandlardan farq qiluvchi elektrofil va nukleofil xususiyatlarga ega.

Kompleksning hidratsion qobig'i tuzilishining kimyoviy va biologik faolligiga ta'sirini hisobga olish kerak. Ta'lim jarayoni

Komplekslarning kamayishi kompleks birikmaning kislota-asos xususiyatlariga ta'sir qiladi. Murakkab kislotalarning hosil bo'lishi mos ravishda kislota yoki asosning kuchini oshirish bilan birga keladi. Demak, oddiy kislotalardan murakkab kislotalar hosil qilinganda, H + ionlari bilan bog'lanish energiyasi kamayadi va shunga mos ravishda kislotaning kuchi ortadi. Agar tashqi sferada OH - ioni bo'lsa, u holda kompleks kation bilan tashqi sfera gidroksid ioni orasidagi bog'lanish kamayadi va kompleksning asosiy xossalari ortadi. Masalan, mis gidroksid Cu (OH) 2 zaif, kam eriydigan asosdir. Unga ammiak ta'sirida mis ammiak (OH) 2 hosil bo'ladi. Zaryad zichligi 2+ Cu 2+ ga nisbatan kamayadi, OH - ionlari bilan bog'lanish zaiflashadi va (OH) 2 o'zini kuchli asos kabi tutadi. Kompleks tuzuvchi bilan bog'liq bo'lgan ligandlarning kislota-ishqor xossalari, odatda, ularning erkin holatdagi kislota-ishqor xossalariga qaraganda aniqroq bo'ladi. Masalan, gemoglobin (Hb) yoki oksigemoglobin (HbO 2) HHb ↔ H + + Hb - ligand bo'lgan globin oqsilining erkin karboksil guruhlari tufayli kislotali xususiyatni namoyon qiladi. Shu bilan birga, gemoglobin anioni, globin oqsilining aminokislotalari tufayli, asosiy xususiyatlarni namoyon qiladi va shuning uchun kislotali CO 2 oksidi bilan bog'lanib, karbaminohemoglobin anionini (HbCO 2 -) hosil qiladi: CO 2 + Hb - ↔ HbCO 2 - .

Komplekslar barqaror oksidlanish darajalarini hosil qiluvchi kompleks hosil qiluvchi moddaning oksidlanish-qaytarilish-qaytarilish xususiyatini namoyon qiladi. Murakkablanish jarayoni d-elementlarning pasayish potentsiallarining qiymatlariga kuchli ta'sir qiladi. Agar kationlarning qaytarilgan shakli berilgan ligand bilan uning oksidlangan shakliga qaraganda barqarorroq kompleks hosil qilsa, u holda potensialning qiymati ortadi. Potensial qiymatning pasayishi oksidlangan shakl yanada barqaror kompleks hosil qilganda sodir bo'ladi. Masalan, oksidlovchi moddalar: nitritlar, nitratlar, NO 2, H 2 O 2 ta'sirida markaziy atomning oksidlanishi natijasida gemoglobin methemoglobinga aylanadi.

Oltinchi orbital oksigemoglobin hosil qilishda ishlatiladi. Xuddi shu orbital uglerod oksidi bilan bog'lanishda ishtirok etadi. Natijada temir bilan makrosiklik kompleks hosil bo'ladi - karboksigemoglobin. Bu kompleks gem tarkibidagi temir-kislorod kompleksidan 200 marta barqaror.

Guruch. 7.1. Gemoglobinning inson organizmidagi kimyoviy o'zgarishlari. Kitobdan sxema: Slesarev V.I. Tirik kimyo asoslari, 2000 yil

Kompleks ionlarning hosil bo'lishi kompleks hosil qiluvchi ionlarning katalitik faolligiga ta'sir qiladi. Ba'zi hollarda faollik kuchayadi. Bu eritmada oraliq mahsulotlarni yaratishda ishtirok eta oladigan yirik strukturaviy tizimlarning paydo bo'lishi va reaktsiyaning faollashuv energiyasining pasayishi bilan bog'liq. Masalan, H 2 O 2 ga Cu 2+ yoki NH 3 qo'shilsa, parchalanish jarayoni tezlashmaydi. Ishqoriy muhitda hosil bo'lgan 2+ kompleksi ishtirokida vodorod peroksidning parchalanishi 40 million marta tezlashadi.

Shunday qilib, gemoglobinda murakkab birikmalarning xususiyatlarini ko'rib chiqish mumkin: kislota-asos, kompleks hosil bo'lish va oksidlanish-qaytarilish.

7.7. MURAKBAK BIRIKMALAR TASNIFI

Turli printsiplarga asoslangan murakkab birikmalar uchun bir nechta tasniflash tizimlari mavjud.

1. Kompleks birikmaning ma’lum bir sinf birikmasiga mansubligiga ko‘ra:

Murakkab kislotalar H 2;

OH kompleks asoslari;

Murakkab tuzlar K 4 .

2. Ligandning tabiatiga ko‘ra: akvakomplekslar, ammoniatlar, atsidokomplekslar (turli kislotalar anionlari, K 4, ligandlar vazifasini bajaradi; gidroksokomplekslar (gidroksil guruhlar, K 3, ligandlar sifatida); makrosiklik ligandlar bilan komplekslar, ularning ichida markaziy. atom.

3. Kompleks zaryadining belgisi bo'yicha: katyonik - kompleks birikma Cl 3 tarkibidagi kompleks kation; anion - K kompleks birikmadagi kompleks anion; neytral - kompleksning zaryadi 0. Tashqi sferaning kompleks birikmasida, masalan, mavjud emas. Bu saratonga qarshi dori formulasi.

4. Kompleksning ichki tuzilishiga ko'ra:

a) kompleks hosil qiluvchi atomlar soniga qarab: bir yadroli- murakkab zarracha tarkibiga kompleks hosil qiluvchining bir atomi kiradi, masalan, Cl 3; ko'p yadroli- murakkab zarracha tarkibida kompleks tuzuvchining bir nechta atomlari - temir-oqsil kompleksi mavjud:

b) ligandlar turlarining soniga qarab komplekslar ajratiladi: bir jinsli. (yagona ligand), ligandning bir turini o'z ichiga oladi, masalan, 2+ va heterojen (ko'p ligand)- ikki yoki undan ortiq turdagi ligandlar, masalan, Pt(NH 3) 2 Cl 2 . Kompleks tarkibiga NH 3 va Cl - ligandlar kiradi. Ichki sferada turli ligandlarni o'z ichiga olgan murakkab birikmalar uchun geometrik izomeriya xarakterlidir, chunki ichki sferaning bir xil tarkibi bilan undagi ligandlar bir-biriga nisbatan boshqacha joylashgan.

Kompleks birikmalarning geometrik izomerlari nafaqat fizik va kimyoviy xossalari, balki biologik faolligi bilan ham farqlanadi. Pt(NH 3) 2 Cl 2 ning sis-izomeri aniq o'smaga qarshi faollikka ega, trans-izomer esa yo'q;

v) mononuklear komplekslarni hosil qiluvchi ligandlarning dentsityiga qarab quyidagi guruhlarni ajratish mumkin:

Bir yadroli komplekslar monodentat ligandlari bilan, masalan, 3+;

Polidentat ligandlari bo'lgan bir yadroli komplekslar. Polidentat ligandlari bo'lgan murakkab birikmalar deyiladi xelatlovchi birikmalar;

d) kompleks birikmalarning siklik va asiklik shakllari.

7.8. XELAT KOMPLEKSLARI. KOMPLEKSONLAR. KOMPLEKSONATLAR

Bitta xelatlovchi molekulaga tegishli bo'lgan ikki yoki undan ortiq donor atomlarga metall ionining qo'shilishi natijasida hosil bo'lgan tsiklik tuzilmalar deyiladi. xelat birikmalari. Masalan, mis glitsinat:

Ularda murakkablashtiruvchi vosita, go'yo ligand ichida olib boradi, tirnoq kabi bog'lar bilan qoplangan, shuning uchun boshqa narsalar teng bo'lsa, ular tsikllarni o'z ichiga olmaydigan birikmalarga qaraganda barqarorroqdir. Eng barqarorlari besh yoki olti bo'g'indan iborat tsikllardir. Bu qoida birinchi marta L.A. Chugaev. Farq

xelat kompleksining barqarorligi va uning siklik bo'lmagan analogining barqarorligi deyiladi xelat ta'siri.

Ikki turdagi guruhni o'z ichiga olgan polidentat ligandlar xelatlashtiruvchi vosita sifatida ishlaydi:

1) almashinish reaksiyalari (proton donorlari, elektron jufti qabul qiluvchilar) hisobiga kovalent qutbli bog'lanish hosil qila oladigan guruhlar -CH 2 COOH, -CH 2 PO (OH) 2, -CH 2 SO 2 OH, - kislota guruhlari (markazlari);

2) elektron juft donor guruhlari: ≡N, >NH, >C=O, -S-, -OH, - asosiy guruhlar (markazlar).

Agar bunday ligandlar kompleksning ichki koordinatsion sferasini to'yintirsa va metall ionining zaryadini to'liq neytrallashtirsa, u holda birikmalar deyiladi. intrakompleks. Masalan, mis glitsinat. Ushbu majmuada tashqi sfera yo'q.

Molekulada asosiy va kislota markazlarini o'z ichiga olgan organik moddalarning katta guruhi deyiladi komplekslar. Bular ko'p asosli kislotalar. Metall ionlari bilan o'zaro ta'sirlashganda kompleksonlar hosil bo'lgan xelat birikmalari deyiladi komplekslar, masalan, etilendiamintetraasetik kislota bilan magniy kompleksonat:

Suvli eritmada kompleks anion shaklda mavjud.

Komplekslar va kompleksonatlar tirik organizmlarning murakkabroq birikmalarining oddiy modelidir: aminokislotalar, polipeptidlar, oqsillar, nuklein kislotalar, fermentlar, vitaminlar va boshqa ko'plab endogen birikmalar.

Hozirgi vaqtda turli funktsional guruhlarga ega bo'lgan sintetik komplekslarning katta assortimenti ishlab chiqarilmoqda. Asosiy komplekslarning formulalari quyida keltirilgan:

Komplekslar, ma'lum sharoitlarda, metall ioni (s-, p- yoki d-element) bilan koordinatsion aloqa hosil qilish uchun taqsimlanmagan elektron juftlarini (bir nechta) ta'minlashi mumkin. Natijada 4-, 5-, 6- yoki 8 a'zoli halqali barqaror xelat tipidagi birikmalar hosil bo'ladi. Reaksiya keng pH diapazonida davom etadi. PH ga qarab kompleks hosil qiluvchining tabiati, uning ligand bilan nisbati, har xil kuchli va eruvchanlikdagi kompleksonatlar hosil bo'ladi. Komplekslarning hosil bo'lish kimyosini EDTA ning natriy tuzi (Na 2 H 2 Y) misolida, suvli eritmada dissotsiatsiyalanadigan tenglamalar bilan ifodalash mumkin: Na 2 H 2 Y→ 2Na + + H 2 Y 2- , va H 2 Y 2- ioni metallar ionlari bilan, metall kationining oksidlanish darajasidan qat'iy nazar, ko'pincha bitta metall ioni (1:1) bitta komplekson molekulasi bilan o'zaro ta'sir qiladi. Reaksiya miqdoriy ravishda davom etadi (Kp>10 9).

Kompleksonlar va kompleksonatlar keng pH diapazonida amfoter xossalarini namoyon qiladi, oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida qatnasha oladi, kompleks hosil qiladi, metallning oksidlanish darajasiga, koordinatsion toʻyinganligiga qarab turli xossalarga ega birikmalar hosil qiladi, elektrofil va nukleofil xususiyatlarga ega. . Bularning barchasi juda ko'p sonli zarrachalarni bog'lash qobiliyatini aniqlaydi, bu kichik miqdordagi reagentga katta va xilma-xil muammolarni hal qilishga imkon beradi.

Komplekslar va kompleksonatlarning yana bir shubhasiz afzalligi ularning past toksikligi va toksik zarrachalarni aylantirish qobiliyatidir.

kam toksik yoki hatto biologik faol bo'lganlarga. Komplekslarning parchalanish mahsulotlari organizmda to'planmaydi va zararsizdir. Komplekslarning uchinchi xususiyati ularni iz elementlari manbai sifatida ishlatish imkoniyatidir.

Oshqozonning ortishi mikroelementning biologik faol shaklda kiritilishi va yuqori membrana o'tkazuvchanligiga ega bo'lishi bilan bog'liq.

7.9. FOSFOR BO'LGAN METALLAR KOMPLEKSONATLARI - MIKRO VA MAKRO ELEMENTLARNI BIOLOGIK FAOL XOLATGA O'TKAZISHNING SAMARALI SHAKLI VA XIMIKLARNING BIOLOGIK TA'SIRINI O'RGANISH MOBILI.

tushuncha biologik faollik hodisalarning keng doirasini qamrab oladi. Kimyoviy ta'sir nuqtai nazaridan, biologik faol moddalar (BAS) odatda biologik tizimlarga ta'sir eta oladigan, ularning hayotiy faoliyatini tartibga soluvchi moddalar sifatida tushuniladi.

Bunday ta'sir qilish qobiliyati biologik faollikni namoyon qilish qobiliyati sifatida talqin qilinadi. Tartibga solish rag'batlantirish, ezish, ma'lum ta'sirlarning rivojlanishi ta'sirida o'zini namoyon qilishi mumkin. Biologik faollikning haddan tashqari ko'rinishi biosidal ta'sir, biotsid moddasining tanaga ta'siri natijasida ikkinchisi vafot etganda. Pastroq konsentratsiyalarda, ko'p hollarda, biotsidlar tirik organizmlarga o'ldiradigan emas, balki ogohlantiruvchi ta'sir ko'rsatadi.

Hozirgi vaqtda bunday moddalarning ko'pligi ma'lum. Shunga qaramay, ko'p hollarda ma'lum biologik faol moddalardan foydalanish etarli darajada qo'llanilmaydi, ko'pincha samaradorlik maksimal darajadan uzoqdir va ulardan foydalanish ko'pincha biologik faol moddalarga modifikatorlarni kiritish orqali yo'q qilinishi mumkin bo'lgan nojo'ya ta'sirlarga olib keladi.

Fosfor o'z ichiga olgan kompleksonatlar metallning tabiati, oksidlanish darajasi, koordinatsion to'yinganligi, gidrat qobig'ining tarkibi va tuzilishiga qarab turli xil xususiyatlarga ega birikmalar hosil qiladi. Bularning barchasi kompleksonatlarning ko'p funksiyaliligini, ularning substoxiometrik ta'sir qilishning noyob qobiliyatini,

umumiy ionning ta'siri va tibbiyot, biologiya, ekologiya va xalq xo'jaligining turli sohalarida keng qo'llanilishini ta'minlaydi.

Metall ion kompleksni muvofiqlashtirganda, elektron zichligi qayta taqsimlanadi. Donor-akseptor ta'sirida yolg'iz elektron juftining ishtirok etishi tufayli ligandning (kompleks) elektron zichligi markaziy atomga o'tadi. Liganddagi nisbatan manfiy zaryadning kamayishi reagentlarning kulon repulsiyasini pasayishiga yordam beradi. Shu sababli, muvofiqlashtirilgan ligand reaktsiya markazida ortiqcha elektron zichligi bo'lgan nukleofil reagent tomonidan hujum qilish uchun qulayroq bo'ladi. Elektron zichligining kompleks hosil qiluvchi moddadan metall ioniga siljishi uglerod atomining musbat zaryadining nisbiy ortishiga va natijada uning nukleofil reaktiv - gidroksil ionining hujumini osonlashishiga olib keladi. Biologik tizimlardagi metabolik jarayonlarni katalizlovchi fermentlar orasida gidroksillangan kompleks organizmning fermentativ ta'siri va detoksifikatsiyasi mexanizmida markaziy o'rinlardan birini egallaydi. Fermentning substrat bilan ko'p nuqtali o'zaro ta'siri natijasida reaktsiya boshlanishidan va o'tish holati hosil bo'lishidan oldin faol markazdagi faol guruhlarning yaqinlashishini va reaktsiyaning molekula ichidagi rejimga o'tishini ta'minlaydigan orientatsiya yuzaga keladi. bu FCM ning fermentativ funktsiyasini ta'minlaydi. Ferment molekulalarida konformatsion o'zgarishlar yuz berishi mumkin. Koordinatsiya markaziy ion va ligand o'rtasidagi oksidlanish-qaytarilish o'zaro ta'siri uchun qo'shimcha shart-sharoitlarni yaratadi, chunki oksidlovchi va qaytaruvchi vosita o'rtasida elektronlarning uzatilishini ta'minlaydigan to'g'ridan-to'g'ri bog'lanish o'rnatiladi. FCM o'tish metall komplekslari L-M, M-L, M-L-M tipidagi elektron o'tishlari bilan tavsiflanishi mumkin, ularda metall (M) va ligandlarning (L) orbitallari ishtirok etadi, ular mos ravishda kompleksda donor-akseptor bog'lari bilan bog'lanadi. Komplekslar ko'prik bo'lib xizmat qilishi mumkin, bunda ko'p yadroli komplekslarning elektronlari bir yoki turli xil elementlarning markaziy atomlari o'rtasida turli oksidlanish darajasida tebranadi. (elektron va proton transport komplekslari). Komplekslar metall kompleksonatlarning kamaytiruvchi xususiyatlarini aniqlaydi, bu ularga yuqori antioksidant, adaptogen xususiyatlar, gomeostatik funktsiyalarni namoyish qilish imkonini beradi.

Shunday qilib, kompleksonlar mikroelementlarni organizm uchun biologik faol, mavjud shaklga aylantiradi. Ular barqaror shakllanadi

ko'proq muvofiqlashtirilgan to'yingan zarralar, biokomplekslarni yo'q qilishga qodir emas va, natijada, kam toksik shakllar. Kompleksatlar organizmning mikroelement gomeostazini buzgan holda ijobiy ta'sir ko'rsatadi. Kompleks shakldagi o'tish elementlarining ionlari organizmda hujayralarning mikroelementlarga yuqori sezuvchanligini ularning yuqori konsentratsiyali gradient, membrana potentsialini yaratishda ishtirok etishi orqali belgilovchi omil sifatida ishlaydi. FKM o'tish metall komplekslari bioregulyatsiya xususiyatlariga ega.

FCM tarkibida kislotali va asosli markazlarning mavjudligi amfoter xususiyatlarni va ularning kislota-ishqor muvozanatini (izohidrik holat) saqlashda ishtirokini ta'minlaydi.

Kompleks tarkibidagi fosfonik guruhlar sonining ko'payishi bilan eruvchan va yomon eriydigan komplekslarning tarkibi va hosil bo'lish shartlari o'zgaradi. Fosfonik guruhlar sonining ko'payishi kengroq pH diapazonida kam eriydigan komplekslarning shakllanishiga yordam beradi va ularning mavjudligi maydonini kislotali hududga o'tkazadi. Komplekslarning parchalanishi pH 9 dan yuqori bo'lganida sodir bo'ladi.

Komplekslar bilan kompleks hosil bo'lish jarayonlarini o'rganish bioregulyatorlarni sintez qilish usullarini ishlab chiqishga imkon berdi:

Kolloid-kimyoviy shaklda uzoq muddatli o'sish stimulyatorlari titan va temirning ko'p yadroli gomo- va geterokompleks birikmalari;

Suvda eruvchan shaklda o'sish stimulyatorlari. Bular kompleksonlar va noorganik ligandga asoslangan aralash ligandli titan kompleksonatlari;

O'sish inhibitorlari - s-elementlarning fosfor o'z ichiga olgan kompleksonatlari.

Sintezlangan preparatlarning o'sish va rivojlanishga biologik ta'siri o'simliklar, hayvonlar va odamlarda surunkali tajribada o'rganildi.

Bioregulyatsiya- bu tibbiyot, chorvachilik va o'simlikchilikda keng qo'llanilishi mumkin bo'lgan biokimyoviy jarayonlarning yo'nalishi va intensivligini tartibga solish imkonini beradigan yangi ilmiy yo'nalishdir. Bu kasalliklar va yoshga bog'liq patologiyalarning oldini olish va davolash uchun tananing fiziologik funktsiyasini tiklash usullarini ishlab chiqish bilan bog'liq. Komplekslar va ular asosidagi kompleks birikmalarni istiqbolli biologik faol birikmalar qatoriga kiritish mumkin. Surunkali tajribada ularning biologik ta'sirini o'rganish shuni ko'rsatdiki, kimyo shifokorlar qo'liga,

chorvadorlar, agronomlar va biologlar, tirik hujayraga faol ta'sir ko'rsatish, oziqlanish sharoitlarini, tirik organizmlarning o'sishi va rivojlanishini tartibga solish imkonini beruvchi yangi istiqbolli vosita.

Amaldagi kompleksonlar va kompleksonatlarning toksikligini o'rganish dorilarning gematopoetik organlarga, qon bosimiga, qo'zg'aluvchanligiga, nafas olish tezligiga ta'sirining to'liq yo'qligini ko'rsatdi: jigar funktsiyasi o'zgarmadi, to'qimalarning morfologiyasiga toksikologik ta'sir ko'rsatilmagan va organlar aniqlangan. HEDP kaliy tuzi 181 kun davomida o'tkazilgan tadqiqotda terapevtik dozadan (10-20 mg/kg) 5-10 baravar yuqori dozada toksik ta'sirga ega emas. Shuning uchun kompleksonlar past toksik birikmalar sifatida tasniflanadi. Ular virusli kasalliklarga, og'ir metallar va radioaktiv elementlar bilan zaharlanishga, kaltsiy almashinuvining buzilishiga, endemik kasalliklarga va organizmdagi mikroelementlar muvozanatiga qarshi kurashda qo'llaniladi. Fosfor o'z ichiga olgan komplekslar va kompleksonatlar fotolizga uchramaydi.

Atrof-muhitning og'ir metallar - inson xo'jalik faoliyati mahsulotlari bilan progressiv ifloslanishi doimiy ekologik omil hisoblanadi. Ular tanada to'planishi mumkin. Ularning ortiqcha va etishmasligi tananing mast bo'lishiga olib keladi.

Metall kompleksonatlar organizmdagi ligandga (komplekson) xelatlovchi ta'sirini saqlab qoladi va metall ligand gomeostazini saqlash uchun ajralmas hisoblanadi. Birlashtirilgan og'ir metallar tanada ma'lum darajada zararsizlantiriladi va past rezorbsiya qobiliyati metallarning trofik zanjirlar bo'ylab o'tishiga to'sqinlik qiladi, natijada bu ularning toksik ta'sirining ma'lum bir "biominizatsiyasiga" olib keladi, bu Ural uchun ayniqsa muhimdir. mintaqa. Masalan, erkin qo'rg'oshin ioni tiol zaharlariga tegishli va qo'rg'oshinning etilendiamintetraasetik kislota bilan kuchli kompleksi past toksiklikka ega. Shuning uchun o'simliklar va hayvonlarni zararsizlantirish metall kompleksonatlardan foydalanishdan iborat. U ikkita termodinamik printsipga asoslanadi: ularning zaharli zarralar bilan kuchli bog'lanish qobiliyati, ularni suvli eritmada yomon eriydigan yoki barqaror birikmalarga aylantirish; ularning endogen biokomplekslarni yo'q qilishga qodir emasligi. Shu munosabat bilan biz ekologik zaharlanishga qarshi kurash va ekologik toza mahsulotlarni olishning muhim yo'nalishini ko'rib chiqamiz - bu o'simliklar va hayvonlarning kompleks terapiyasi.

O'simliklarni intensiv etishtirish texnologiyasida turli metallarning kompleksonatlari bilan davolashning ta'siri o'rganildi.

kartoshka ildiz mevalaridagi mikroelementlar tarkibi bo'yicha. Tup namunalarida 105-116 mg/kg temir, 16-20 mg/kg marganets, 13-18 mg/kg mis va 11-15 mg/kg rux bor edi. Mikroelementlarning nisbati va tarkibi o'simlik to'qimalariga xosdir. Metall kompleksonatlardan foydalangan holda va ulardan foydalanmasdan yetishtirilgan ildiz mevalari deyarli bir xil elementar tarkibga ega. Xelatlardan foydalanish ildizlarda og'ir metallarning to'planishi uchun sharoit yaratmaydi. Kompleksotlar, metall ionlariga qaraganda kamroq darajada, tuproq tomonidan so'riladi, uning mikrobiologik ta'siriga chidamli bo'lib, ular tuproq eritmasida uzoq vaqt saqlanishiga imkon beradi. Keyingi ta'sir 3-4 yil. Ular turli xil pestitsidlar bilan yaxshi kombinatsiyalangan. Kompleks tarkibidagi metall kamroq toksiklikka ega. Fosfor o'z ichiga olgan metall kompleksonatlar ko'zning shilliq qavatini bezovta qilmaydi va teriga zarar etkazmaydi. Sensibilizatsiya qiluvchi xususiyatlar aniqlanmagan, titanium kompleksonatlarining kümülatif xususiyatlari aniq emas va ba'zi hollarda ular juda zaif ifodalangan. Kumulyatsiya koeffitsienti 0,9-3,0 ni tashkil qiladi, bu surunkali dori zaharlanishining past potentsial xavfini ko'rsatadi.

Fosfor o'z ichiga olgan komplekslar fosfor-uglerod bog'iga (C-P) asoslangan bo'lib, u biologik tizimlarda ham mavjud. U hujayra membranalarining fosfonolipidlari, fosfonoglikanlar va fosfoproteinlarining bir qismidir. Aminofosfonik birikmalarni o'z ichiga olgan lipidlar fermentativ gidrolizga chidamli bo'lib, tashqi hujayra membranalarining barqarorligini va natijada normal ishlashini ta'minlaydi. Pirofosfatlarning sintetik analoglari - difosfonatlar (R-S-R) yoki (R-S-S-R) katta dozalarda kaltsiy almashinuvini buzadi va kichik dozalarda uni normallashtiradi. Difosfonatlar giperlipemiyada samarali va farmakologiya nuqtai nazaridan istiqbolli.

P-C-P aloqalarini o'z ichiga olgan difosfonatlar biotizimlarning strukturaviy elementlari hisoblanadi. Ular biologik jihatdan samarali va pirofosfatlarning analoglari hisoblanadi. Difosfonatlar turli kasalliklarni davolashda samarali ekanligi isbotlangan. Difosfonatlar suyak mineralizatsiyasi va rezorbsiyasining faol inhibitörleridir. Komplekslar mikroelementlarni biologik faol, organizm uchun ochiq shaklga aylantiradi, biokomplekslarni yo'q qila olmaydigan barqaror, muvofiqlashtirilgan to'yingan zarrachalarni va shuning uchun kam toksik shakllarni hosil qiladi. Ular hujayralarning mikroelementlarga yuqori sezuvchanligini aniqlaydi, yuqori konsentratsiyali gradientni shakllantirishda ishtirok etadi. Ko'p yadroli titan birikmalarini hosil qilishda ishtirok eta oladi

boshqa turdagi - elektron va proton transport komplekslari, metabolik jarayonlarning bioregulyatsiyasida ishtirok etadilar, tananing qarshiligi, toksik zarralar bilan bog'lanish qobiliyati, ularni yomon eriydigan yoki eriydigan, barqaror, buzilmaydigan endogen komplekslarga aylantiradi. Shuning uchun ularni detoksifikatsiya qilish, organizmdan chiqarib tashlash, ekologik toza mahsulotlar olish (kompleks terapiya), shuningdek, noorganik kislotalar va o'tish metall tuzlarining sanoat chiqindilarini qayta tiklash va yo'q qilish uchun sanoatda foydalanish juda istiqbolli.

7.10. LIGAND ALMASHI VA METAL ALMASHI

BALANS. XELATERAPİYA

Agar tizimda bir metall ioniga ega bo'lgan bir nechta ligandlar yoki bitta ligandga ega bo'lgan bir nechta metall ionlari murakkab birikmalar hosil qilish qobiliyatiga ega bo'lsa, unda raqobatlashuvchi jarayonlar kuzatiladi: birinchi holda, ligand almashinuvi muvozanati metall ioni uchun ligandlar o'rtasidagi raqobatdir. ikkinchi holatda, metall almashinuv muvozanati ligand uchun metall ionlari o'rtasidagi raqobatdir. Eng bardoshli kompleksni shakllantirish jarayoni ustunlik qiladi. Masalan, eritmada ionlar mavjud: magniy, rux, temir (III), mis, xrom (II), temir (II) va marganets (II). Ushbu eritmaga oz miqdordagi etilendiamintetraasetik kislota (EDTA) kiritilganda, metall ionlari va temir (III) kompleksiga bog'lanish o'rtasida raqobat yuzaga keladi, chunki u EDTA bilan eng barqaror kompleksni hosil qiladi.

Organizmda biometallar (Mb) va bioligandlarning (Lb) o'zaro ta'siri, hayotiy biokomplekslarning (MbLb) shakllanishi va buzilishi doimiy ravishda sodir bo'ladi:

Odamlar, hayvonlar va o'simliklar organizmida bu muvozanatni turli xil ksenobiotiklardan (begona moddalar), shu jumladan og'ir metal ionlaridan himoya qilish va saqlashning turli mexanizmlari mavjud. Og'ir metallarning kompleksga bog'lanmagan ionlari va ularning gidroksokomplekslari zaharli zarralardir (Mt). Bunday hollarda tabiiy metall ligand muvozanati bilan bir qatorda yangi muvozanat yuzaga kelishi mumkin, bunda toksik metallar (MtLb) yoki toksik ligandlar (MbLt) bo'lgan yanada barqaror begona komplekslar hosil bo'ladi.

muhim biologik funktsiyalar. Ekzogen zaharli zarralar tanaga kirganda, kombinatsiyalangan muvozanat paydo bo'ladi va natijada jarayonlar raqobati paydo bo'ladi. Eng barqaror kompleks birikma hosil bo'lishiga olib keladigan jarayon ustunlik qiladi:

Metall ligand gomeostazining buzilishi metabolik kasalliklarga olib keladi, fermentlar faolligini inhibe qiladi, ATP, hujayra membranalari kabi muhim metabolitlarni yo'q qiladi va hujayralardagi ion kontsentratsiyasi gradientini buzadi. Shuning uchun sun'iy himoya tizimlari yaratilmoqda. Bu usulda xelat terapiyasi (kompleks terapiya) o'zining munosib o'rnini egallaydi.

Xelatsiya terapiyasi - bu s-element kompleksonatlari bilan xelyatsiyaga asoslangan zaharli zarralarni tanadan olib tashlash. Tanadagi zaharli zarralarni olib tashlash uchun ishlatiladigan dorilarga detoksifikatsiya deyiladi.(Lg). Zaharli turlarning metall kompleksonatlari (Lg) bilan xelatlanishi zaharli metall ionlarini (Mt) toksik bo'lmagan (MtLg) bog'langan shakllarga, izolyatsiya va membrana kirib borishi, tashish va tanadan chiqarib yuborish uchun mos keladi. Ular organizmda ligand (kompleks) va metall ioni uchun xelatlovchi ta'sirni saqlab qoladilar. Bu tananing metall ligand gomeostazini ta'minlaydi. Shuning uchun kompleksonatlarni tibbiyotda, chorvachilikda va o'simlikchilikda qo'llash organizmni zararsizlantirishni ta'minlaydi.

Xelat terapiyasining asosiy termodinamik tamoyillari ikkita pozitsiyada shakllantirilishi mumkin.

I. Detoksikant (Lg) toksik ionlarni (Mt, Lt) samarali bog'lashi kerak, yangi hosil bo'lgan birikmalar (MtLg) organizmda mavjud bo'lganlardan kuchliroq bo'lishi kerak:

II. Detoksifikatsiya qiluvchi vosita hayotiy kompleks birikmalarni (MbLb) yo'q qilmasligi kerak; Detoksifikatsiya qiluvchi va biometal ionlarining (MbLg) o'zaro ta'sirida hosil bo'lishi mumkin bo'lgan birikmalar organizmda mavjud bo'lganlardan kamroq kuchli bo'lishi kerak:

7.11. KOMPLEKSONLAR VA KOMPLEKSONATLARNING TIBBINODA QO'LLANISHI.

Komplekson molekulalari biologik muhitda deyarli parchalanmaydi yoki hech qanday o'zgarishlarga uchramaydi, bu ularning muhim farmakologik xususiyatidir. Komplekslar lipidlarda erimaydi va suvda yaxshi eriydi, shuning uchun ular hujayra membranalari orqali o'tmaydi yoki yomon o'tadi va shuning uchun: 1) ichak orqali chiqarilmaydi; 2) kompleks hosil qiluvchi moddalarning so'rilishi faqat AOK qilinganida sodir bo'ladi (faqat penitsilamin og'iz orqali qabul qilinadi); 3) organizmda komplekslar asosan hujayradan tashqari bo'shliqda aylanadi; 4) organizmdan chiqarilishi asosan buyraklar orqali amalga oshiriladi. Bu jarayon tez.

Zaharlarning biologik tuzilmalarga ta'sirini yo'qotadigan va kimyoviy reaktsiyalar orqali zaharlarni faolsizlantiradigan moddalar deyiladi. antidotlar.

Xelat terapiyasida qo'llaniladigan birinchi antidotlardan biri bu Britaniya Anti-Lyuizit (BAL). Unitiol hozirda qo'llaniladi:

Ushbu preparat tanadan mishyak, simob, xrom va vismutni samarali ravishda olib tashlaydi. Sink, kadmiy, qo'rg'oshin va simob bilan zaharlanishda eng ko'p ishlatiladigan kompleksonlar va kompleksonatlardir. Ulardan foydalanish oqsillar, aminokislotalar va uglevodlarning oltingugurt o'z ichiga olgan guruhlari bilan bir xil ionlarning komplekslariga qaraganda metall ionlari bilan kuchliroq komplekslarni hosil qilishga asoslangan. Qo'rg'oshinni olib tashlash uchun EDTA preparatlari qo'llaniladi. Dori vositalarining katta dozalarini tanaga kiritish xavflidir, chunki ular kaltsiy ionlarini bog'laydi, bu esa ko'plab funktsiyalarning buzilishiga olib keladi. Shuning uchun, murojaat qiling tetasin(CaNa 2 EDTA), qo'rg'oshin, kadmiy, simob, itriy, seriy va boshqa noyob tuproq metallari va kobaltni olib tashlash uchun ishlatiladi.

1952 yilda tetasin birinchi terapevtik qo'llanilganidan beri ushbu preparat kasbiy kasalliklar klinikasida keng qo'llanilgan va ajralmas antidot bo'lib qolmoqda. Tetasinning ta'sir qilish mexanizmi juda qiziq. Ion-toksikantlar kislorod va EDTA bilan kuchliroq aloqalar hosil bo'lishi tufayli muvofiqlashtirilgan kaltsiy ionini tetatsindan siqib chiqaradi. Kaltsiy ioni, o'z navbatida, qolgan ikkita natriy ionini siqib chiqaradi:

Tetasin tanaga 5-10% eritma shaklida kiritiladi, uning asosi sho'rdir. Shunday qilib, intraperitoneal in'ektsiyadan 1,5 soat o'tgach, tetasinning kiritilgan dozasining 15% tanada qoladi, 6 soatdan keyin - 3% va 2 kundan keyin - atigi 0,5%. Tetasinni yuborishning inhalatsiya usulini qo'llashda preparat samarali va tez harakat qiladi. U tez so'riladi va uzoq vaqt davomida qonda aylanadi. Bundan tashqari, tetasin gazli gangrenadan himoya qilish uchun ishlatiladi. U gaz gangrenasining toksini bo'lgan lesitinaza fermentini faollashtiruvchi rux va kobalt ionlarining ta'sirini inhibe qiladi.

Toksikantlarni tetatsin tomonidan kam toksik va bardoshli xelat kompleksiga bog'lanishi, buzilmaydi va buyraklar orqali tanadan osongina chiqariladi, detoksifikatsiya va muvozanatli mineral oziqlanishni ta'minlaydi. Oldindan tuzilishi va tarkibiga yaqin

paratam EDTA dietilentriamin-pentaasetik kislotaning natriy-kaltsiy tuzi (CaNa 3 DTPA) - pentasin va dietilentriaminepentafosfonik kislotaning natriy tuzi (Na 6 DTPF) - trimefatsin. Pentasin asosan temir, kadmiy va qo'rg'oshin birikmalari bilan zaharlanishda, shuningdek, radionuklidlarni (texnetiy, plutoniy, uran) olib tashlash uchun ishlatiladi.

Etilendiamindiizopropilfosfonik kislotaning natriy tuzi (SaNa 2 EDTP) fosfisin simob, qo'rg'oshin, berilliy, marganets, aktinidlar va boshqa metallarni tanadan olib tashlash uchun muvaffaqiyatli ishlatiladi. Kompleksatlar ba'zi zaharli anionlarni olib tashlashda juda samarali. Masalan, CN - bilan aralash ligandli kompleks hosil qiluvchi kobalt (II) etilendiamintetraatsetat siyanid bilan zaharlanishda antidot sifatida tavsiya etilishi mumkin. Shunga o'xshash printsip zaharli organik moddalarni, shu jumladan kompleksonat metall bilan o'zaro ta'sir qilish qobiliyatiga ega bo'lgan donor atomlari bo'lgan funktsional guruhlarni o'z ichiga olgan pestitsidlarni olib tashlash usullariga asoslanadi.

Samarali dori suksimer(dimerkaptosuksin kislotasi, dimerkaptosuksin kislotasi, chemet). U deyarli barcha toksik moddalarni (Hg, As, Pb, Cd) kuchli bog'laydi, lekin biogen elementlarning (Cu, Fe, Zn, Co) ionlarini tanadan olib tashlaydi, shuning uchun u deyarli ishlatilmaydi.

Fosfor o'z ichiga olgan kompleksonatlar fosfatlar va kaltsiy oksalatlarining kristal shakllanishining kuchli inhibitörleridir. Urolitiyozni davolashda antikalsifikatsiya qiluvchi dori sifatida OEDP ning kaliy-natriy tuzi bo'lgan ksidifon taklif etiladi. Difosfonatlar, qo'shimcha ravishda, minimal dozalarda kaltsiyning suyak to'qimalariga qo'shilishini oshiradi va uning suyaklardan patologik chiqishini oldini oladi. HEDP va boshqa difosfonatlar turli xil osteoporoz turlarini, shu jumladan buyrak osteodistrofiyasini, periodontal kasalliklarni oldini oladi.

ny halokat, shuningdek hayvonlarda ko'chirilgan suyakni yo'q qilish. HEDP ning anti-aterosklerotik ta'siri ham tasvirlangan.

AQShda bir qator difosfonatlar, xususan, HEDP, metastazlangan suyak saratoni bilan og'rigan odamlar va hayvonlarni davolash uchun farmatsevtik preparatlar sifatida taklif qilingan. Membrananing o'tkazuvchanligini tartibga solish orqali bifosfonatlar o'smaga qarshi dorilarni hujayra ichiga tashishga yordam beradi va shuning uchun turli onkologik kasalliklarni samarali davolashadi.

Zamonaviy tibbiyotning dolzarb muammolaridan biri turli kasalliklarni tezkor tashxislash vazifasidir. Shu nuqtai nazardan, shubhasiz, zond funktsiyalarini bajarishga qodir bo'lgan kationlarni o'z ichiga olgan preparatlarning yangi sinfi - radioaktiv magnitorelaksatsiya va lyuminestsent belgilar. Ba'zi metallarning radioizotoplari radiofarmatsevtikaning asosiy komponentlari sifatida ishlatiladi. Ushbu izotoplar kationlarining kompleksonlar bilan xelyatsiyasi ularning organizm uchun toksikologik maqbulligini oshirish, tashishni osonlashtirish va ma'lum chegaralarda turli organlarda kontsentratsiyaning selektivligini ta'minlash imkonini beradi.

Ushbu misollar hech qanday holatda kompleksonatlarni tibbiyotda qo'llash shakllarining xilma-xilligini tugatmaydi. Shunday qilib, magniy etilendiamintetraasetatning dikaliy tuzi patologiyada to'qimalarda suyuqlik tarkibini tartibga solish uchun ishlatiladi. EDTA qon plazmasini ajratishda ishlatiladigan antikoagulyant suspenziyalar tarkibida, qon glyukozasini aniqlashda adenozin trifosfat stabilizatori sifatida, kontakt linzalarini tozalash va saqlashda qo'llaniladi. Difosfonatlar revmatoid kasalliklarni davolashda keng qo'llaniladi. Ular, ayniqsa, yallig'lanishga qarshi vositalar bilan birgalikda artritga qarshi vositalar sifatida samarali.

7.12. MAKROSIKLIK BIRIKMALAR BILAN KOMPLEKSLAR

Tabiiy kompleks birikmalar orasida ma'lum o'lchamdagi ichki bo'shliqlarni o'z ichiga olgan tsiklik polipeptidlar asosidagi makrokomplekslar alohida o'rin tutadi, ularda bir nechta kislorod o'z ichiga olgan guruhlar mavjud bo'lib, ularning o'lchamlari ushbu metallarning kationlarini, shu jumladan natriy va kaliyni bog'laydi. bo'shliqning o'lchamlari. Bunday moddalar biologik hisoblanadi

Guruch. 7.2. K+ ioni bilan valinomisin kompleksi

ikali materiallar, ionlarning membranalar orqali o'tkazilishini ta'minlaydi va shuning uchun deyiladi ionoforlar. Masalan, valinomitsin kaliy ionini membrana orqali tashiydi (7.2-rasm).

Boshqa polipeptid yordamida - gramitsidin A natriy kationlari rele mexanizmi orqali tashiladi. Bu polipeptid "naycha"ga o'ralgan bo'lib, uning ichki yuzasi kislorod o'z ichiga olgan guruhlar bilan qoplangan. Natija

natriy ionining o'lchamiga mos keladigan ma'lum bir kesimga ega bo'lgan etarlicha uzun hidrofilik kanal. Hidrofil kanalga bir tomondan kirgan natriy ioni ion o'tkazuvchi kanal orqali o'tkazuvchanlik poygasi kabi birdan ikkinchi kislorod guruhlariga o'tkaziladi.

Shunday qilib, siklik polipeptid molekulasi molekulyar bo'shliqqa ega bo'lib, unga kalit va qulf printsipiga ko'ra ma'lum o'lchamdagi va geometriyadagi substrat kirishi mumkin. Bunday ichki retseptorlarning bo'shlig'i faol markazlar (endoretseptorlar) bilan qoplangan. Metall ionining tabiatiga qarab, ishqoriy metallar bilan kovalent bo'lmagan o'zaro ta'sir (elektrostatik, vodorod bog'lanishi, van-der-Vaals kuchlari) va ishqoriy tuproq metallari bilan kovalent ta'sir o'tkazishi mumkin. Buning natijasida, supramolekulalar- molekulalararo kuchlar bilan birga tutilgan ikki yoki undan ortiq zarralardan tashkil topgan murakkab assotsiatsiyalar.

Tirik tabiatda eng keng tarqalgani tetradentat makrotsikllar - porfinlar va tuzilish jihatdan ularga yaqin bo'lgan korrinoidlardir. Sxematik ravishda tetradent siklini quyidagi ko'rinishda ko'rsatish mumkin (7.3-rasm), bu erda yoylar donor azot atomlarini yopiq tsiklda bog'laydigan bir xil turdagi uglerod zanjirlarini anglatadi; R 1, R 2, R 3, P 4 uglevodorod radikallari; M n+ - metall ioni: xlorofillda Mg 2+ ioni, gemoglobinda Fe 2+ ioni, gemosiyaninda Cu 2+ ioni, vitamin B 12 (kobalamin) Co 3+ ioni.

Donor azot atomlari kvadratning burchaklarida joylashgan (nuqta chiziq bilan ko'rsatilgan). Ular kosmosda qat'iy muvofiqlashtirilgan. Shunung uchun

porfirinlar va korrinoidlar turli elementlarning kationlari va hatto ishqoriy tuproq metallari bilan kuchli komplekslar hosil qiladi. Shunisi ahamiyatliki Ligandning zichligidan qat'iy nazar, kimyoviy bog'lanish va kompleksning tuzilishi donor atomlari tomonidan aniqlanadi. Misol uchun, NH 3, etilendiamin va porfirinli mis komplekslari bir xil kvadrat tuzilishga va shunga o'xshash elektron konfiguratsiyaga ega. Ammo polidentat ligandlar metall ionlari bilan monodentat ligandlarga qaraganda ancha kuchli bog'lanadi.

Guruch. 7.3. Tetradentat makrosikl

bir xil donor atomlari bilan. Etilendiamin komplekslarining kuchi ammiak bilan bir xil metallarning kuchidan 8-10 marta kattaroqdir.

Metall ionlarining oqsillar bilan bioanorganik komplekslari deyiladi bioklasterlar - makrosiklik birikmalar bilan metall ionlarining komplekslari (7.4-rasm).

Guruch. 7.4. d-elementlar ionlari bilan oqsil komplekslarining ma'lum o'lchamdagi bioklasterlari tuzilishining sxematik tasviri. Oqsil molekulasining o'zaro ta'sir turlari. M n+ - faol markaz metall ioni

Bioklaster ichida bo'shliq mavjud. U bog'lovchi guruhlarning donor atomlari bilan o'zaro ta'sir qiluvchi metallni o'z ichiga oladi: OH - , SH - , COO - , -NH 2 , oqsillar, aminokislotalar. Eng mashhur metall -

mentlar (karbonat angidraz, ksantin oksidaza, sitoxromlar) bioklasterlar bo'lib, ularning bo'shliqlari mos ravishda Zn, Mo, Fe ni o'z ichiga olgan ferment markazlarini hosil qiladi.

7.13. KO'P QADORLI KOMPLEKSLAR

Geterovalent va geterovalent komplekslar

Bir yoki turli elementlarning bir nechta markaziy atomlarini o'z ichiga olgan komplekslar deyiladi ko'p yadroli. Ko'p yadroli komplekslarni hosil qilish imkoniyati ba'zi ligandlarning ikki yoki uchta metall ionlari bilan bog'lanish qobiliyati bilan belgilanadi. Bunday ligandlar deyiladi ko'prik. Mos ravishda ko'prik komplekslar deyiladi. Aslida, bitta atomli ko'priklar ham mumkin, masalan:

Ular bir atomga tegishli bo'lgan yolg'iz elektron juftlaridan foydalanadilar. Ko'priklarning rolini o'ynash mumkin ko'p atomli ligandlar. Bunday ko'priklarda turli atomlarga tegishli bo'lmagan elektron juftliklardan foydalaniladi. ko'p atomli ligand.

A.A. Grinberg va F.M. Filinov ligand bir xil metallning murakkab birikmalarini bog'laydigan, ammo turli oksidlanish darajasida bo'lgan ko'prik birikmalarini o'rgangan. G.Taube ularni nomladi elektron uzatish komplekslari. U turli metallarning markaziy atomlari orasidagi elektron almashinish reaksiyalarini tadqiq qildi. Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarining kinetikasi va mexanizmini tizimli o'rganish natijasida elektronning ikki kompleks o'rtasida o'tkazilishi, degan xulosaga keldi.

hosil bo'lgan ligand ko'prigi orqali davom etadi. 2 + va 2 + o'rtasidagi elektron almashinuvi oraliq ko'prik kompleksining shakllanishi orqali sodir bo'ladi (7.5-rasm). Elektron o'tishi xlorid ko'prigi ligand orqali sodir bo'lib, 2+ komplekslarning hosil bo'lishi bilan yakunlanadi; 2+.

Guruch. 7.5. Oraliq ko'p yadroli kompleksda elektron ko'chishi

Bir nechta donor guruhlarni o'z ichiga olgan organik ligandlardan foydalanish orqali ko'p yadroli komplekslarning xilma-xilligi olingan. Ularning hosil bo'lish sharti liganddagi donor guruhlarining shunday joylashishi bo'lib, xelat sikllarining yopilishiga yo'l qo'ymaydi. Ligandning xelat siklini yopishi va bir vaqtning o'zida ko'prik vazifasini bajarishi odatiy hol emas.

Elektron uzatishning faol printsipi bir nechta barqaror oksidlanish darajasini ko'rsatadigan o'tish metallaridir. Bu titan, temir va mis ionlariga ideal elektron tashuvchilik xususiyatlarini beradi. Ti va Fe ga asoslangan geterovalent (HVA) va geterovalent komplekslarni (HNC) hosil qilish variantlari to'plami rasmda ko'rsatilgan. 7.6.

reaktsiya

Reaktsiya (1) deyiladi o'zaro reaktsiya. Almashinuv reaksiyalarida oraliq mahsulot geterovalent komplekslar bo'ladi. Nazariy jihatdan mumkin bo'lgan barcha komplekslar aslida ma'lum sharoitlarda eritmada hosil bo'ladi, bu turli fizik-kimyoviy tadqiqotlar bilan isbotlangan.

Guruch. 7.6. Tarkibida Ti va Fe boʻlgan geterovalent va geterovalent komplekslarning hosil boʻlishi

usullari. Elektron uzatish sodir bo'lishi uchun reaktivlar energiya jihatidan yaqin holatda bo'lishi kerak. Bu talab Frank-Kondon printsipi deb ataladi. Elektron uzatish HWC oksidlanishining turli darajalarida bo'lgan bir xil o'tish elementining atomlari yoki metall markazlarining tabiati har xil bo'lgan turli HJC elementlari o'rtasida sodir bo'lishi mumkin. Ushbu birikmalarni elektron tashish komplekslari sifatida aniqlash mumkin. Ular biologik tizimlarda elektron va protonlarning qulay tashuvchilari hisoblanadi. Elektronning qo'shilishi va chiqarilishi kompleksning organik komponentining tuzilishini o'zgartirmasdan, faqat metallning elektron konfiguratsiyasida o'zgarishlarga olib keladi. Bu elementlarning barchasi bir nechta barqaror oksidlanish darajalariga ega (Ti +3 va +4; Fe +2 va +3; Cu +1 va +2). Bizning fikrimizcha, bu tizimlarga tabiatan minimal energiya sarfi bilan biokimyoviy jarayonlarning qaytarilishini ta'minlashning o'ziga xos roli berilgan. Qaytariladigan reaktsiyalarga termodinamik va termokimyoviy konstantalari 10 -3 dan 10 3 gacha bo'lgan va kichik qiymati DG o va E o jarayonlar. Bunday sharoitda boshlang'ich moddalar va reaktsiya mahsulotlari taqqoslanadigan konsentratsiyalarda bo'lishi mumkin. Ularni ma'lum diapazonda o'zgartirganda, jarayonning teskariligiga erishish oson, shuning uchun biologik tizimlarda ko'plab jarayonlar tebranish (to'lqin) xarakterga ega. Yuqoridagi juftlarni o'z ichiga olgan redoks tizimlari keng potentsiallarni qamrab oladi, bu ularga D ning o'rtacha o'zgarishi bilan birga o'zaro ta'sirga kirishga imkon beradi. Bor Va E°, ko'plab substratlar bilan.

Eritmada potentsial ko'prik ligandlari mavjud bo'lganda HVA va HJA hosil bo'lish ehtimoli sezilarli darajada oshadi, ya'ni. bir vaqtning o'zida ikkita metall markazni bog'lash qobiliyatiga ega bo'lgan molekulalar yoki ionlar (aminokislotalar, gidroksi kislotalar, kompleksonlar va boshqalar). HWCda elektronni delokalizatsiya qilish imkoniyati kompleksning umumiy energiyasini pasayishiga yordam beradi.

Haqiqiyroq qilib aytganda, metall markazlarining tabiati har xil bo'lgan HWC va HJA ni shakllantirishning mumkin bo'lgan variantlari to'plami rasmda ko'rsatilgan. 7.6. HVA va HNA shakllanishining batafsil tavsifi va ularning biokimyoviy tizimlardagi roli A.N. asarlarida ko'rib chiqiladi. Glebova (1997). Redoks juftlari tizimli ravishda bir-biriga moslashishi kerak, keyin uzatish mumkin bo'ladi. Eritmaning tarkibiy qismlarini tanlab, elektron qaytaruvchidan oksidlovchiga o'tadigan masofani "uzaytirish" mumkin. Zarrachalarning muvofiqlashtirilgan harakati bilan elektron to'lqin mexanizmi orqali uzoq masofalarga uzatilishi mumkin. "Yo'lak" sifatida gidratlangan oqsil zanjiri va boshqalar bo'lishi mumkin. Elektronlarning 100A gacha bo'lgan masofaga o'tish ehtimoli yuqori. "Yo'lak" ning uzunligi qo'shimchalar (gidroksidi metall ionlari, qo'llab-quvvatlovchi elektrolitlar) bilan oshirilishi mumkin. Bu HWC va HJA tarkibi va xususiyatlarini nazorat qilish sohasida katta imkoniyatlar ochadi. Eritmalarda ular elektronlar va protonlar bilan to'ldirilgan o'ziga xos "qora quti" rolini o'ynaydi. Vaziyatga qarab, u ularni boshqa tarkibiy qismlarga berishi yoki o'zining "zaxiralarini" to'ldirishi mumkin. Ular ishtirokidagi reaksiyalarning qaytarilishi siklik jarayonlarda qayta-qayta ishtirok etish imkonini beradi. Elektronlar bir metall markazdan ikkinchisiga o'tadi, ular orasida tebranadi. Murakkab molekula assimetrik bo'lib qoladi va oksidlanish-qaytarilish jarayonlarida qatnashishi mumkin. HWC va HJAC biologik muhitda tebranish jarayonlarida faol ishtirok etadi. Bunday reaksiyalar tebranish reaksiyalari deb ataladi. Ular fermentativ katalizda, oqsil sintezida va biologik hodisalar bilan kechadigan boshqa biokimyoviy jarayonlarda uchraydi. Bularga hujayra metabolizmining davriy jarayonlari, yurak to'qimalarida, miya to'qimalarida faollik to'lqinlari va ekologik tizimlar darajasida sodir bo'ladigan jarayonlar kiradi. Metabolizmning muhim bosqichi - vodorodning ozuqa moddalaridan bo'linishi. Bunday holda, vodorod atomlari ion holatiga o'tadi va ulardan ajralgan elektronlar nafas olish zanjiriga kiradi va ATP hosil bo'lishiga o'z energiyasini beradi. Biz aniqlaganimizdek, titan komplekslari nafaqat elektronlarni, balki protonlarni ham faol tashuvchilardir. Titan ionlarining katalazalar, peroksidazalar va sitoxromlar kabi fermentlarning faol markazida o'z rolini bajarish qobiliyati uning yuqori kompleks hosil bo'lish qobiliyati, muvofiqlashtirilgan ion geometriyasini shakllantirish, turli xil tarkibdagi ko'p yadroli HVA va HJA hosil bo'lishi bilan belgilanadi. pH funktsiyasi sifatida xususiyatlar, o'tish elementi Ti va kompleksning organik komponentining kontsentratsiyasi, ularning molyar nisbati. Bu qobiliyat kompleksning selektivligini oshirishda namoyon bo'ladi

substratlarga, metabolik jarayonlar mahsulotlariga nisbatan, faol markazning sterik talablariga muvofiq substrat shaklini muvofiqlashtirish va o'zgartirish orqali kompleks (ferment) va substratdagi bog'lanishlarni faollashtirish.

Elektronlarni uzatish bilan bog'liq tanadagi elektrokimyoviy o'zgarishlar zarrachalarning oksidlanish darajasining o'zgarishi va eritmada oksidlanish-qaytarilish potentsialining paydo bo'lishi bilan birga keladi. Ushbu transformatsiyalarda ko'p yadroli HVA va HNA komplekslari katta rol o'ynaydi. Ular erkin radikal jarayonlarning faol regulyatorlari, reaktiv kislorod turlari, vodorod periks, oksidlovchi moddalar, radikallardan foydalanish tizimi bo'lib, substratlarning oksidlanishida, shuningdek antioksidant gomeostazni saqlashda, organizmni oksidlanishdan himoya qilishda ishtirok etadilar. stress. Ularning biotizimlarga fermentativ ta'siri fermentlarga (sitoxromlar, superoksid dismutaza, katalaza, peroksidaza, glutationreduktaza, dehidrogenaza) o'xshaydi. Bularning barchasi o'tish elementlarining kompleksonatlarining yuqori antioksidant xususiyatlarini ko'rsatadi.

7.14. DARS VA IMTIHONLARGA TAYYARLIKNI O'Z-O'ZI TEKSHIRISH UCHUN SAVOL VA TOPSHIRIQLAR

1. Kompleks birikmalar haqida tushuncha bering. Ular qo'sh tuzlardan nimasi bilan farq qiladi va ularda qanday umumiylik bor?

2. Kompleks birikmalarning nomiga qarab formulalarini tuzing: ammoniy dihidroksotetraklorplatinat (IV), triammintrinitrokobalt (III), ularning xarakteristikalarini bering; ichki va tashqi muvofiqlashtirish sohasini ko'rsatish; markaziy ion va uning oksidlanish darajasi: ligandlar, ularning soni va zichligi; ulanishlarning tabiati. Suvli eritmadagi dissotsilanish tenglamasini va barqarorlik konstantasining ifodasini yozing.

3. Kompleks birikmalarning umumiy xossalari, dissotsilanish, komplekslarning barqarorligi, komplekslarning kimyoviy xossalari.

4. Komplekslarning reaktivligi termodinamik va kinetik holatdan qanday xarakterlanadi?

5. Qaysi amino komplekslar tetraamino-mis (II) ga nisbatan mustahkamroq, qaysilari esa kamroq bardoshli bo'ladi?

6. Ishqoriy metallar ionlari hosil qilgan makrosiklik komplekslarga misollar keltiring; d-element ionlari.

7. Komplekslar qanday asosga ko'ra xelatlilarga bo'linadi? Xelatli va xelatsiz kompleks birikmalarga misollar keltiring.

8. Mis glitsinat misolidan foydalanib, intrakompleks birikmalar tushunchasini keltiring. Natriy holidagi etilendiamintetraasetik kislota bilan magniy kompleksonatning tuzilish formulasini yozing.

9. Har qanday ko‘p yadroli kompleksning sxematik tuzilish qismini keltiring.

10. Ko‘p yadroli, geterovalent va geterovalent komplekslarga ta’rif bering. Ularning hosil bo'lishida o'tish metallarining roli. Ushbu komponentlarning biologik roli.

11. Kompleks birikmalarda qanday turdagi kimyoviy bog‘lanishlar uchraydi?

12. Kompleksdagi markaziy atomda sodir bo'lishi mumkin bo'lgan atom orbitallarining gibridlanishining asosiy turlarini sanab o'ting. Gibridlanish turiga qarab kompleksning geometriyasi qanday?

13. s-, p- va d-bloklar elementlari atomlarining elektron tuzilishiga asoslanib, kompleks hosil qilish qobiliyati va ularning komplekslar kimyosidagi o'rnini solishtiring.

14. Kompleks va kompleksonlarga ta’rif bering. Biologiya va tibbiyotda eng ko'p qo'llaniladigan misollar keltiring. Xelat terapiyasi asos bo'lgan termodinamik tamoyillarni keltiring. Ksenobiotiklarni organizmdan zararsizlantirish va yo'q qilish uchun kompleksonatlardan foydalanish.

15. Inson organizmida metall-ligand gomeostazining buzilishining asosiy holatlarini ko'rib chiqing.

16. Tarkibida temir, kobalt, rux bor biokompleks birikmalarga misollar keltiring.

17. Gemoglobin ishtirokidagi raqobat jarayonlariga misollar.

18. Metall ionlarining fermentlardagi roli.

19. Nima uchun kobalt uchun murakkab ligandlar (polidentat) bilan komplekslarda oksidlanish darajasi +3 barqaror, oddiy tuzlarda, galogenidlar, sulfatlar, nitratlar oksidlanish darajasi +2 ga teng ekanligini tushuntiring?

20. Mis uchun +1 va +2 oksidlanish darajalari xarakterlidir. Mis elektron uzatish reaktsiyalarini katalizlashi mumkinmi?

21. Rux oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarini katalizlay oladimi?

22. Simobning zahar sifatida ta'sir qilish mexanizmi qanday?

23. Reaksiyadagi kislota va asosni ko‘rsating:

AgNO 3 + 2NH 3 \u003d NO 3.

24. Dori sifatida HEDP emas, balki gidroksietiliden difosfon kislotasining kaliy-natriy tuzi nima uchun ishlatilishini tushuntiring.

25. Biokompleks birikmalar tarkibiga kiruvchi metall ionlari yordamida organizmda elektronlarning tashilishi qanday amalga oshiriladi?

7.15. TESTLAR

1. Kompleks iondagi markaziy atomning oksidlanish darajasi 2- teng:

a) -4;

b) +2;

2 da;

d) +4.

2. Eng barqaror kompleks ion:

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

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

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

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

3. Eritmada 0,1 mol PtCl 4 4NH 3 birikmasi mavjud. AgNO 3 bilan reaksiyaga kirishib, 0,2 mol AgCl cho'kmasi hosil qiladi. Boshlovchi moddaga koordinatsiya formulasini bering:

a) Cl;

b) Cl 3;

c) Cl 2;

d) Cl 4.

4. Natijada hosil bo'lgan komplekslar qanday shaklga ega sp 3 d 2-gi- naslchilik?

1) tetraedr;

2) kvadrat;

4) trigonal bipiramida;

5) chiziqli.

5. Pentaamminexlorokobalt (III) sulfat birikmasi formulasini tanlang:

a) Na 3 ;

6) [CoCl 2 (NH 3) 4 ]Cl;

c) K 2 [Co(SCN) 4];

d) SO 4 ;

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

6. Qanday ligandlar polidentat hisoblanadi?

a) C1 -;

b) H 2 O;

v) etilendiamin;

d) NH 3;

e) SCN - .

7. Komplekslashtiruvchi moddalar quyidagilardir:

a) elektron juft donor atomlari;

v) elektron juftlarning atomlari- va ionlari-akseptorlari;

d) elektron juftlarning atomlari- va ionlari-donorlari.

8. Eng kam murakkablik qobiliyatiga ega elementlar quyidagilardir:

a)lar; c) d;

b) p; d) f

9. Ligandlar quyidagilardir:

a) elektron juft donor molekulalar;

b) elektron juftlarning ion-akseptorlari;

v) elektron juftlarning molekulalari- va ionlari-donorlari;

d) elektron juftlarning molekula- va ion-akseptorlari.

10. Kompleksning ichki muvofiqlashtirish sohasidagi aloqa:

a) kovalent almashinuv;

b) kovalent donor-akseptor;

c) ionli;

d) vodorod.

11. Eng yaxshi murakkablashtiruvchi vosita:

Ma'lumki, metallar elektronlarni yo'qotishga moyil bo'lib, shuning uchun hosil bo'ladi. Ijobiy zaryadlangan metall ionlari anionlar yoki neytral molekulalar bilan o'ralgan bo'lib, zarrachalarni hosil qiladi. keng qamrovli va kristall yoki eritmada mustaqil mavjud bo'lishga qodir. Va ularning kristallari tugunlarida murakkab zarrachalarni o'z ichiga olgan birikmalar deyiladi murakkab birikmalar.

Kompleks birikmalarning tuzilishi

1. Ko'pgina murakkab birikmalar mavjud ichki va tashqi sferalar . Kompleks birikmalarning kimyoviy formulalarini yozishda ichki shar kvadrat qavs ichiga olinadi. Masalan, K va Cl 2 kompleks birikmalarida ichki sfera atomlar (komplekslar) guruhlari - - va 2+, tashqi sfera esa mos ravishda K + va Cl ionlaridir.
2. Markaziy atom yoki ion ichki soha deyiladi murakkablashtiruvchi vosita. Odatda, etarli miqdorda erkin bo'lgan metall ionlari kompleks hosil qiluvchi moddalar sifatida ishlaydi - bular p-, d-, f- elementlar: Cu 2+, Pt 2+, Pt 4+, Ag +, Zn 2+, Al 3+. , va hokazo. Lekin u metall bo'lmaganlarni hosil qiluvchi elementlarning atomlari ham bo'lishi mumkin. Kompleks hosil qiluvchining zaryadi odatda musbat bo'ladi, lekin u manfiy yoki nolga teng bo'lishi mumkin va boshqa barcha ionlarning zaryadlari yig'indisiga teng. Yuqoridagi misollarda kompleks hosil qiluvchi moddalar Al 3+ va Ca 2+ ionlaridir.

1. Kompleks hosil qiluvchi vosita o'rab olingan va qarama-qarshi belgi yoki neytral molekulalar deb ataladigan ionlar bilan bog'liq ligandlar. F - , OH - , CN - , CNS - , NO 2 - , CO 3 2- , C 2 O 4 2- va boshqalar kabi anionlar yoki neytral H 2 O molekulalari kompleks birikmalarda ligand vazifasini bajara oladi, NH. 3 , CO, NO va boshqalar. Bizning misollarimizda bu OH ionlari - va NH 3 molekulalari. Turli kompleks birikmalardagi ligandlar soni 2 dan 12 gacha. Ligandlar soni esa (sigma bog'lanishlar soni) deyiladi. kompleks hosil qiluvchining koordinatsion raqami (c.h.). Ko'rib chiqilgan misollarda c.ch. 4 va 8 ga teng.

1. Murakkab zaryad(ichki sfera) kompleks hosil qiluvchi va ligandlar zaryadlarining yig'indisi sifatida aniqlanadi.
2. tashqi soha Kompleks bilan ion yoki molekulalararo bog'lanish orqali bog'langan va belgisi kompleks hosil qiluvchining zaryadiga qarama-qarshi bo'lgan zaryadga ega bo'lgan ionlar hosil qiladi. Tashqi sfera zaryadining son qiymati ichki sfera zaryadining son qiymatiga to'g'ri keladi. Kompleks birikma formulasida ular kvadrat qavs ichida yoziladi. Agar ichki sfera neytral bo'lsa, tashqi sfera ham bo'lmasligi mumkin. Keltirilgan misollarda tashqi sfera mos ravishda 1 K + ion va 2 Cl - ionlari tomonidan hosil qilingan.

Kompleks birikmalarning tasnifi

Turli printsiplarga ko'ra, kompleks birikmalarni turli yo'llar bilan tasniflash mumkin:

1. Elektr zaryadiga ko'ra: katyonik, anion va neytral komplekslar.

• Kation komplekslari musbat zaryadga ega bo'ladi va neytral molekulalar musbat ion atrofida muvofiqlashtirilsa hosil bo'ladi. Masalan, Cl 3, Cl 2
• Anion kompleksi s manfiy zaryadga ega va agar manfiy atomlar musbat ion atrofida muvofiqlashtirilsa hosil bo'ladi. Masalan, K, K 2
• Neytral komplekslar zaryadi nolga teng va tashqi sferasi yo'q. Ular molekulalar atomi atrofida muvofiqlashtirilganda, shuningdek, manfiy ionlar va molekulalarning markaziy musbat zaryadlangan ioni atrofida bir vaqtning o'zida muvofiqlashtirilganda hosil bo'lishi mumkin.

1. Komplekslashtiruvchi moddalar soni bo'yicha

• bitta yadro - kompleksda bitta markaziy atom mavjud, masalan, K 2
• ko'p yadroli e- kompleks ikki yoki undan ortiq markaziy atomlarni o'z ichiga oladi, masalan,

1. Ligand turi bo'yicha

• Hidratlar - akva-komplekslarni o'z ichiga oladi, ya'ni. suv molekulalari ligand vazifasini bajaradi. Masalan, Br 3, Br 2
• Ammiak - ammiak molekulalari (NH 3) ligand vazifasini bajaradigan amin komplekslarini o'z ichiga oladi. Masalan, Cl 2, Cl
• karbonillar – bunday murakkab birikmalarda uglerod oksidi molekulalari ligand vazifasini bajaradi. Masalan, , .
• atsidokomplekslar - ligandlar sifatida kislorodli va anoksik kislotalarning kislotali qoldiqlarini o'z ichiga olgan murakkab birikmalar (F -, Cl -, Br -, I -, CN -, NO 2 -, SO 4 2-, PO 4 3- va boshqalar. shuningdek OH-). Masalan, K 4 , Na 2
• Gidroksokomplekslar - gidroksid ionlari ligand vazifasini bajaradigan kompleks birikmalar: K 2, Cs 2

Murakkab birikmalar yuqoridagi tasnifning turli sinflariga mansub ligandlarni o'z ichiga olishi mumkin. Masalan: K, Br

1. Kimyoviy xossalari bo'yicha: kislotalar, asoslar, tuzlar, elektrolit bo'lmaganlar:

• kislotalar - H, H2
• asoslar - (OH) 2,OH
• tuz — Cs 3, Cl 2
• Elektrolit bo'lmaganlar —

1. Koordinatsion sohada ligand egallagan o'rinlar soniga ko'ra

Koordinatsion sohada ligandlar bir yoki bir nechta joyni egallashi mumkin, ya'ni. markaziy atom bilan bir yoki bir nechta aloqa hosil qiladi. Shu asosda ular quyidagilarni ajratib ko'rsatishadi:

• Monodentat ligandlar - bular H 2 O, NH 3, CO, NO va boshqalar molekulalari kabi ligandlar va CN - , F - , Cl - , OH - , SCN - va boshqalar.
• Bidentat ligandlari . Ushbu turdagi ligandlarga H 2 N-CH 2 -COO -, CO 3 2-, SO 4 2-, S 2 O 3 2- ionlari, etilendiamin molekulasi H 2 N-CH 2 -CH 2 -H 2 N ( qisqartirilgan uz).
• Polidentat ligandlar . Bu, masalan, bir nechta guruhlarni o'z ichiga olgan organik ligandlar - CN yoki -COOH (EDTA). Ba'zi polidentat ligandlar xelat deb ataladigan tsiklik komplekslarni (masalan, gemoglobin, xlorofill va boshqalar) hosil qilishga qodir.

Kompleks birikmalarning nomenklaturasi

Yonish uchun kompleks birikma formulasi, Shuni esda tutish kerakki, har qanday ionli birikma singari, avval kation formulasi, keyin esa anion formulasi yoziladi. Bu holda kompleksning formulasi yoziladi kvadrat qavslar, bu yerda avval kompleks hosil qiluvchi, keyin ligandlar yoziladi.

Va bu erda bir nechta qoidalar mavjud, ularga rioya qilgan holda murakkab birikmaning nomini yaratish qiyin bo'lmaydi:

1. Murakkab birikmalar, shuningdek ion tuzlari nomlarida, birinchi navbatda anion, keyin esa kation keltirilgan.
2. Kompleks nomi bilan birinchi navbatda ligandlar, keyin esa kompleks hosil qiluvchi moddalar sanab o'tiladi. Ligandlar alifbo tartibida keltirilgan.
3. Neytral ligandlar molekulalar bilan bir xil nomga ega, oxiri anion ligandlarga qo'shiladi -O. Quyidagi jadvalda eng keng tarqalgan ligandlarning nomlari keltirilgan.

ligand	Ligand nomi	ligand	Ligand nomi
uz	etilendiamin	O 2-	Okso
H2O	Aqua	H-	Gidrido
NH3	Omin	H+	Gidro
CO	karbonil	oh-	gidrokso
YO'Q	Nitrosil	SO 4 2-	Sulfat
YO'Q-	Nitrozo	CO 3 2-	karbonat
NO 2 -	Nitro	CN-	Siano
N 3 -	Azido	NCS-	Thiocionato
Cl-	Xloro	C 2 O 4 2-	Oksalato
br-	Bromo

1. Agar ligandlar soni bittadan ko'p bo'lsa, ularning soni yunoncha prefikslar bilan ko'rsatiladi:

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

Agar ligand nomining o'zi allaqachon yunoncha prefiksni o'z ichiga olgan bo'lsa, unda ligand nomi qavs ichida yoziladi va unga turdagi prefiks qo'shiladi:

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

Masalan, Cl 3 birikmasi tris(etilendiamin)kobalt(III) deb ataladi.

1. Murakkab anionlarning nomlari tugaydi qo'shimchasi - da
2. Metall nomidan keyin qavs ichida ko'rsatadi Uning oksidlanish holati uchun Rim raqamlari.

Masalan, quyidagi ulanishlarni chaqiramiz:

• Cl

Boshlaylik ligandlar bilan: 4 ta suv molekulasi tetraaqua, 2 ta xlorid ioni esa dikloro deb belgilangan.

Nihoyat, anion shu munosabat bilan xlorid ioni.

tetraaquadikloroxrom xlorid (III)

• K4

Ligandlardan boshlaylik: kompleks anion tarkibida 4 ta CN - ligandlari mavjud bo'lib, ular tetrasiyano deb ataladi.

Metall kompleks anionning bir qismi bo'lgani uchun u nikelat (0) deb ataladi.

Shunday qilib, to'liq sarlavha: kaliy tetrasiyanonkelat (0)

Kategoriyalar,

Kompleks birikmalar Bular metall yoki metall bo'lmagan, neytral molekulalar yoki boshqa ionlarni atom yoki ionga biriktirish natijasida hosil bo'lgan molekulyar yoki ionli birikmalardir. Ular kristallda ham, eritmada ham mavjud bo'lishlari mumkin.

Koordinatsiya nazariyasining asosiy qoidalari va tushunchalari.

1893 yilda kompleks birikmalarning tuzilishi va xossalarini tushuntirish uchun shveytsariyalik kimyogari A. Verner koordinatsiya nazariyasini taklif qildi va unga ikkita tushuncha kiritdi: koordinatsiya va yon valentlik.

Vernerga ko'ra asosiy valentlik valentlik deyiladi, uning yordamida atomlar bog'lanib, nazariyaga bo'ysunadigan oddiy birikmalar hosil bo'ladi

valentlik. Ammo, asosiy valentlikni tugatgandan so'ng, atom, qoida tariqasida, tufayli keyingi biriktirishga qodir. yon valentlik, namoyon bo'lishi natijasida murakkab birikma hosil bo'ladi.

Asosiy va ikkilamchi valentlik kuchlari ta'sirida atomlar o'zlarini ionlar yoki molekulalar bilan teng ravishda o'rab olishga intiladi va shuning uchun tortishish markazidir. Bunday atomlar deyiladi markaziy yoki komplekslashtiruvchi vositalar. Kompleks hosil qiluvchiga bevosita bog'langan ionlar yoki molekulalar deyiladi ligandlar.

Asosiy valentlik orqali ligandlar ionlarga, ikkilamchi valentlik orqali esa ionlar va molekulalar biriktiriladi.

Ligandning kompleks hosil qiluvchiga tortilishi koordinatsiya, ligandlar soni esa kompleks hosil qiluvchining koordinatsion soni deyiladi.

Aytishimiz mumkinki, kompleks birikmalar molekulalari ligandlar deb ataladigan ma'lum miqdordagi boshqa molekulalar yoki ionlar bilan bevosita bog'langan markaziy atomdan (yoki iondan) iborat bo'lgan birikmalardir.

Metall kationlar ko'pincha kompleks hosil qiluvchi moddalar sifatida ishlaydi (Co +3, Pt +4, Cr +3, Cu +2 Au +3 va boshqalar).

Ligandlar Cl -, CN -, NCS -, NO 2 -, OH -, SO 4 2- ionlari va neytral molekulalar NH 3, H 2 O, aminlar, aminokislotalar, spirtlar, tioalkollar, PH 3, efirlar bo'lishi mumkin.

Kompleks hosil qiluvchiga yaqin ligand egallagan koordinatsion maydonlar soni uning deyiladi muvofiqlashtirish qobiliyati yoki zichligi.

Kompleks hosil qiluvchiga bir bog' bilan biriktirilgan ligandlar bitta koordinatsion joyni egallaydi va monodentat (Cl - , CN - , NCS -) deb ataladi. Agar ligand kompleks hosil qiluvchiga bir necha bog'lar orqali bog'langan bo'lsa, u polidentatdir. Masalan: SO 4 2- , CO 3 2- ikki qanotli.

Kompleks hosil qiluvchi va ligandlar hosil qiladi ichki soha birikmalar yoki kompleks (formulalarda kompleks kvadrat qavs ichiga olinadi). To'g'ridan-to'g'ri kompleks tuzuvchi bilan bog'lanmagan ionlar tashqi muvofiqlashtirish sohasi.

Tashqi sfera ionlari ligandlarga qaraganda kamroq kuchli bog'langan va fazoviy ravishda kompleks hosil qiluvchi moddadan chiqariladi. Ular suvli eritmalarda boshqa ionlar bilan osongina almashtiriladi.

Masalan, K 3 birikmasida kompleks hosil qiluvchi Fe +2, ligandlar CN -. Asosiy valentlik tufayli ikkita ligand va ikkilamchi valentlik tufayli 4 ligand biriktiriladi, shuning uchun koordinatsion raqam 6 ga teng.

Ion Fe +2 CN ligandlari bilan - hosil qiladi ichki soha yoki kompleks, va K ionlari + tashqi koordinatsiya sferasi:

Qoidaga ko'ra, koordinatsion raqam metall kationining zaryadining ikki barobariga teng bo'ladi, masalan: bir zaryadlangan kationlar 2 ga, 2 zaryadlangan - 4 va 3 zaryadlangan - 6 ga teng bo'lgan koordinatsiya raqamiga ega. Agar element a o'zgaruvchan oksidlanish darajasi, keyin uning koordinatsion sonining ortishi bilan ortadi. Ba'zi kompleks hosil qiluvchi moddalar uchun koordinatsion raqam doimiy bo'ladi, masalan: Co +3, Pt +4, Cr +3 koordinatsion soni 6 ga, B +3, Be +2, Cu +2, Au +3 ionlari uchun koordinatsion raqam 4. koʻpchilik ionlar uchun koordinatsion raqam oʻzgaruvchan boʻlib, tashqi sferadagi ionlarning tabiatiga va komplekslarning hosil boʻlish sharoitlariga bogʻliq.