Михаил Бармин - Общая и Неорганическая химия с примерами решения задач

Наряду с силами притяжения действуют и силы электростатического отталкивания одноименно заряженными (одинаково ориентированными) лигандами. В результате образуется наиболее устойчивая группировка атомов (ионов), обладающая минимальной потенциальной энергией.

Количественные расчеты на основе такой электростатической модели впервые были выполнены В.Косселем и А.Магнусом, ко-торые принимали ионы за недеформируемые шары и учитывали их взаимодействие по закону Кулона. Результаты этих расчетов удовлетворительно передают зависимость координационного числа от заряда центрального иона. Однако электростатическая теория не в состоянии объяснить избирательность (специфичность) комплексообразования, поскольку она не принимает во внимание природу центрального атома и лигандов, особенности строения их электронных оболочек. Для учета этих особенностей теория была дополнена поляризационными представлениями, согласно которым комплексообразованию благоприятствует участие в качестве центральных атомов небольших многозарядных катионов d-элементов, обладающих сильным поляризующим действием, а в качестве лигандов – больших, легко поляризующихся ионов или молекул. В этом случае происходит деформация электронных оболочек центрального атома и лигандов, приводящая к их взаимопроникновению, что и вызывает упрочнение связей.

5. На первых порах развитие координационной химии ученым было легче оперировать константами неустойчивости К.С., так как они по форме и смыслу напоминали константы диссоциации слабых многоосновных кислот. Например, первая ступень диссоциации комплексного иона

[HgJ4]2– < == > [HgJ4]– + [J-]

дествлять с координационным числом. С этой точки зрения валентности в вышеназванных соединениях одинаковы. Такое расширение понятия валентности привело к тому, что оно пе-

и Кнест:

Kнест = [HgJ4]– [J ]-

[HgJ4]2-

аналогична H3PO4 < == > H2PO4– + H+

Kд = [H2PO4]– [H+]

[H3PO4]

Поэтому расчет концентраций отдельных комплексных форм проводили так же, как расчет концентраций ионов многоосновных кислот. Далее оказалось удобнее использовать константу устойчивости, которая является обратной величиной Ку = 1/Кн.

6. Реагенты (α-нитрозо– β-нафтол (1) и 8-оксихинолин (II) начали применять в качестве аналитических реагентов еще до создания координационной теории.

Видно, что координируясь посредством электронных пар, отмеченных в формулах, эти реагенты способны замыкать около иона металла 5-членные циклы. Широкое использование этих и других органических реагентов для определения ионов металлов началось после эффектного использования Чугаевым диметилглиоксима в качестве реагента на ион никеля. Красивый яркий малиновый цвет осадка при полнейшей безвредности для организма человека использован парфюмерами для изготовления губной помады.

Большая роль Чугаева как одного из основателей нового направления в аналитической химии связана с установлением понятия о конкретной функционально-аналитической группировке, позволяющего судить о том, какие именно функциональные группы участвуют в образовании координационных связей. В настоящее время на образовании К.С. основаны гравиметрический, волюметрический, фотометрический, экстракционный и другие методы анализа.

Явление комплексообразования используют для маскировки конкретных ионов, для переведения отдельных ионов в осадок в виде малорастворимых соединений или для удерживания их в растворе.

С помощью комплексов металлов удается определять не только отдельные органические соединения, но и их изомерные формы.

М.Пейроне получено соединение цис-Pt(NH3)2CI2, играющее в настоящее время важную роль в химиотерапии рака

(1845г.).

В середине нашего столетия создавались новые отрасли химической индустрии и цветной металлургии. Это отрасли по производству редких и рассеянных хищнических элементов и материалов, на их основе. Во многих случаях задачи решались при использовании конкретных К. С.

Примечательно высказывание выдающегося английского хи-мика Дж.Чатта: «Возможно, не случайным было и то, что единственная страна, которая посвятила значительную часть своих усилий в области химических исследований в 20-х и 30-х годах разработке координационной химии, была и первой страной, пославшей ракету на Луну».