Основы координационной д ц и супрамолекулярной химии химии презентации к лекциям по спецкурсу для студентов и аспирантов, специализирующихся в области координационной и супрамолекулярной химии Лекция Рассматриваемые вопросы
жүктеу/скачать 384.63 Kb. Pdf көрінісі
|
| ОСНОВЫ КООРДИНАЦИОННОЙ Д Ц И СУПРАМОЛЕКУЛЯРНОЙ ХИМИИ ХИМИИ Презентации к лекциям по спецкурсу для студентов и аспирантов, специализирующихся в области координационной и супрамолекулярной химии
1. Программа (тематический план) курса 2. Предмет координационной химии. Анализ определений. Терминологическое описание координационных соединений 3. Типы и разнообразие комплексных частиц. 4 Супрамолекулярная химия – определение основная идея 4. Супрамолекулярная химия – определение, основная идея 5. Исторические аспекты развития координационной и супрамолекулярной химии 6. Современная координационная химия как интегрирующее звено между многими химическими дисциплинами. Успехи координационной химии. ПРОГРАММА КУРСА (ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН) № Наименование модулей ду 1 Основы координационной теории 2 Химическая связь в комплексах и супрамолекулах 3 Центры координации Л И й 4 Лиганды. Изомерия координационных соединений 5 Образование комплексов: термодинамический аспект М й 6 Методы исследования в координационной и супрамолекулярной химии Основы синтеза координационных и супрамолекулярных 7 Основы синтеза координационных и супрамолекулярных соединений Реакционная способность координационных соединений 8 Реакционная способность координационных соединений Основы биокоординационной химии. Прикладные аспекты 9 координационной и супрамолекулярной химии Литература •Басоло Ф Джонсон Р Химия координационных соединений М : Мир 1966 •Басоло Ф., Джонсон Р. Химия координационных соединений. – М.: Мир, 1966. •Гринберг А.А. Введение в химию координационных соединений. М. – Л.:
•Кукушкин Ю.Н. Химия координационных соединений. – М.: Высш. шк., 1985. •Костромина Н.А., Кумок В.Н., Скорик Н.А. Химия координационных соединений. М.: Высш. шк., 1990. •Скопенко В.В., Григорьева В.В. Координационная химия. Киев: Вища школа, 1987. •Кукушкин В.Ю., Кукушкин Ю.Н. Теория и практика синтеза координационных соединений. Л.: Наука, 1990. •Бек М., Надьпал И. Исследование комплексообразования новейшими методами: Пер. с англ. – М: Мир, 1989. •Березин Б.Д. Координационные соединения порфиринов и фталоцианина. – М: Березин Б.Д. Координационные соединения порфиринов и фталоцианина. М: Наука, 1978. •Бальхаузен К., Введение в теорию поля лигандов, М.: Мир, 1964. •Берсукер И.Б., Электронное строение и свойства координационных соединений, Л.: Химия 1986 Химия, 1986. •Ливер Э., Электронная спектроскопия неорганических соединений, М.: Мир, 1987, тт.1,2.
•Свиридов Д.Т., Свиридова Р.К., Смирнов Ю.Ф., Оптические спектры ионов переходных металлов в кристаллах, М.: Наука, 1976. •Хартли Ф.,Беогес К., Олкок Р., Равновесия в растворах, М.: Мир, 1983. •Третьяков Ю.Д., Мартыненко Л.И., Григорьев А.Н., Цивадзе А.Ю. Неорганическая химия. Кн. I., II. М. Химия. 2001. •Координационная химия редкоземельных элементов. Под ред. В.И. Спицына.М. МГУ. 1979. 252 С.
Прежде чем начать обсуждение Прежде чем начать обсуждение, нужно договориться о понятиях. Аристотель Правильно назвать – значит правильно понять. Конфуций Аристотель Координационная химия (химия координационных соединений) – … Супрамолекулярная химия (химия супрамолекулярных ) комплексов) – … Координационные соединения а может комплексные? Координационные соединения, а может комплексные? Супрамолекулярные соединения, комплексы, системы? Супрамолекулярные соединения, комплексы, системы? Главный термин и его толкование Главный термин и его толкование Нелегко
Нелегко говорить говорить оо том, том, уу чего чего нет
нет имени имени или или чему чему не
не дано
дано четкого четкого ии однозначного однозначного определения определения.. В В связи связи сс этим этим приходится приходится сс сожалением сожалением констатировать, констатировать, что что до
до сих сих пор
пор рр рр рр так
так ии не не сформулировано сформулировано четкого четкого определения определения самого самого
понятия понятия
«координационное «координационное соединение» соединение» (хотя
(хотя попытки
попытки такого такого рода рода ии неоднократно неоднократно предпринимались предпринимались вв разное разное время) время).. Более Более того, того, до
до сих сих пор
пор нет нет единства единства даже даже
вв названии названии
самого самого этого
этого главного
главного объекта объекта
координационной координационной химии, химии,
который который сами сами химики химики
называют называют
«комплексное «комплексное соединение», соединение», «комплекс», «комплекс», ««металлокомплекс металлокомплекс», », «координационное «координационное соединение» соединение» (причем
(причем вв первых первых трех трех названиях названиях нет нет даже даже общепринятой общепринятой )) (!)
(!) постановки постановки ударения) ударения) (!) (!).. Данная
Данная проблема
проблема несмотря
несмотря на на всю всю сложность сложность ии Михайлов О.В., Михайлов О.В., Данная
Данная проблема, проблема, несмотря
несмотря на на всю всю сложность сложность ии неоднозначность неоднозначность вв толковании толковании этого, этого, ключевого ключевого для для
координационной координационной химии химии термина, термина, все все же же представляется представляется нам нам вполне вполне решаемой решаемой уже
уже вв ближайшей ближайшей перспективе перспективе
уже
уже вв ближайшей ближайшей перспективе перспективе..
Сначала вспомним и на них посмотрим Сначала вспомним и на них посмотрим (визуализация мышления) (визуализация мышления) (визуализация мышления) (визуализация мышления) H 3 N: + HCl → NH 4 + Cl - Лайнус Полинг В координационной связи пара электронов предоставляется только донором, д акцептор должен предоставить вакантную орбиталь ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОНЯТИЯ «КОМПЛЕКС» Соединения, в которых хотя бы один элемент проявляет наряду с «главной» еще и «побочную» валентность (А. Вернер, 1905) По поводу природы «главной» и «побочной» валентности сам А. Вернер, однако, предпочитал особо не высказываться, по крайней мере в печати … Подобное определение, в частности, позволяет исключить из числа координационных соединений такое вещество, как хлорид натрия NaCl в кристаллическом состоянии, где Cl - - б Соединения с центрами асимметрической координации и донорно-акцепторной или двухфазной связью между центральным атомом и асимметрически анионы одинаковым образом коорди-нированы одновременно к 6 ионам натрия. Однако в хлориде палладия(II) PdCl 2 , построенном в виде бесконечной плоской цепи Cl Cl Cl Cl атомом и асимметрически координированными по отношению к нему ионами, атомами или атомными группами (Ст. Андреев, 1964) Pd Pd Pd Pd Cl Cl Cl Cl Cl- -ионы связаны с двумя атомами Pd равноценным образом и координация бесспорно симметричная, но это Соединения, образующие изолированные группы соединение в действительности является не простым, а координационным (хотя обычно его к таковым и не относят). В таком определении заложено понятие «сложность состава», которое вряд ли может быть признано кор- атомов (ионы или молекулы), характеризующиеся наличием координации , неполной диссоциацией по гетеролитическому типу в растворе или вакууме и сложностью состава (несовпадение координационного числа и степени окисления ) р р р р ректным (хотя бы с литературной точки зрения). Кроме того, хотя у координационных соединений КЧ по величине обычно действительно не совпадает со степенью окисления элемента, этот же признак может присутствовать и в тех соединениях которые к координационным не относятся координационного числа и степени окисления ) (К.Б. Яцимирский, 1976) соединениях, которые к координационным не относятся (например, в гидроксил-амине NH 2 OH, где атом азота, как нетрудно заметить, имеет КЧ= 3, тогда как СО = -1). Соединения, в узлах кристаллов которых находятся комплексы , способные к самостоятельному существованию в В рамках такого определения получается, что право называться комплексами имеют лишь вещества в твердом агрегатном состоянии . А во-вторых – и это ф й
растворе (Н.С. Ахметов, 1988) Молекулярная частица, которая образуется из способных к независимому главное – в «расшифровывающей» части такого определения заложено фактически
, смысл которого требуется расшифровать. из способных к независимому существованию лигандов и центральных атомов, исключая протон, вследствие образования донорно-акцепторных связей, обладающая достаточной устойчивостью к В данном случае не расшифровано, что же такое лиганд и центральный атом . Кроме того, не вполне понятна оговорка «
», потому что, строго говоря, в таком известном комплексе, как [NH 4 ] + , именно протон, а не атом азота является акцептором электронной пары
не атом азота является акцептором электронной пары. Наконец, неясно, какой именно
должна обладать эта частица, чтобы именоваться комплексом.
. Недостатком его, пожалуй, следует считать лишь вот что: во-первых, в данном определении подчеркнут акцепторный характер наличие центрального атома (акцептора электронов), окруженного лигандами (донорами электронов). Лиганды способны ступенчато и обратимо отщепляться от данном определении подчеркнут акцепторный характер центрального атома (комплексообразователя ) и донорный – лигандов (тогда как на самом деле центральный атом наряду с проявлением s-акцепторных свойств в ряде случаев может проявлять p-донорные, а лиганд – наряду у р центрального иона по гетеролитическому типу . В большинстве случаев в молекулярном виде координационные соединения могут рассматриваться как с проявлением s-донорных свойств p-акцепторные, как это имеет место, в частности, в карбонильных и фосфиновых комплексах d-элементов), а во-вторых, из него не вполне понятно, следует ли относить к координационным те соединения формальными д у р р состоящие из простых, способных к самостоятельному существованию молекул (Ю.Н. Кукушкин, 1985) координационным те соединения, формальными составляющими которых являются не молекулы, а ионы или свободные радикалы, а также те, которые содержат не один, а два или большее число комплексообразователей.
В действительности чисто формально все или почти все химические соединения можно Безусловно, дать безупречное определение понятия «координационное соединение» очень и очень непросто, и все же вряд ли можно согласиться с
подобным высказыванием, даже несмотря на то, что как число, так и ассортимент таких соединений год от года нарастает весьма высокими темпами. К д д Михайлов О. В., профессор Казанского государственного технологического университета: Координационное соединение или комплекс – это химическое соединение, отличительной особенностью которого является наличие как минимум одного т.н. центрального атома (комплексообразователя) , окруженного определенным образом какими-либо способными к самостоятельному существованию и гетеролитическому отщеплению от него химическими структурными образованиями (т.н. лигандами) , хотя бы часть связей которых с комплексообразователем осуществляется по донорно-акцепторному механизму А Вернер Новые воззрения в области неорганической химии Ленинград ОНТИ 1936 506 C А. Вернер. Новые воззрения в области неорганической химии. Ленинград, ОНТИ, 1936. 506 C. Ст. Андреев. Годишн. Хим. технол. ин-т., София, 1964. Т. 11, кн. 3. С. 117-120. К.Б. Яцимирский. Введение в бионеорганическую химию. Киев, Наукова думка, 1976. Н.С. Ахметов. Общая и неорганическая химия. Москва, Высшая школа, 1988. 640 С. Б.Д. Березин, Т.Н. Ломова. Реакции диссоциации комплексных соединений. Москва, Наука, 2007. 278 . Ю.Н. Кукушкин. Химия координационных соединений. Москва: Высшая школа, 1985. 455 С. F.A. Cotton, G.B. Wilkinson. Advanced Inorganic Chemistry, 5 th Ed.,.Wiley, New York, 1988. 1 Координационные соединения характеризуются явлением координации [1]
т е Специфика координационных соединений 1. Координационные соединения характеризуются явлением координации [1]
, т.е. четко фиксируемым геометрическим расположением частиц (атомов, молекул, ионов) одного вида вокруг другого – атомов, ионов, выступающих в роли б й комплексообразователей. 2. Координационные соединения отличаются специфичностью состава, проявляющейся в несовпадении формальной степени окисления атома металла – б й
фиксируемой перестройке электронных оболочек взаимодействующих частиц с образованием ковалентной (даже частично ковалентной) связи. 3 Х 3. Химические связи в координационных соединениях называют координационными , или
донорно-акцепторными [2]
. Координационные связи могут быть различной химической природы (ионная, ковалентная, полярная; по й ) К
происхождению – донорно-акцепторная, дативная или иной природы). Кроме того, координационная связь может быть одинарной, двойной и тройной. Координационные соединения отличает время жизни, превышающее время й й контакта несвязанных частиц и в принципе являющееся постоянной величиной как термодинамических, так и кинетических характеристик диссоциации комплексных частиц. ,
Координация – от лат. co – совместно и ordinatio – упорядочение, т.е. взаимосвязь, согласование, приведение в соответствие. [2]
Отметим, что иногда под координационной связью подразумевают только донорно-акцепторную связь. Подобные терминологические разночтения обычно не приводят к недоразумениям, если ясно, о чем идет речь. Терминологическое описание «классического» координационного соединения внутренняя координационная сфера внешняя
координационная сфера [ Pt ( NH 3 ) 4 ] Cl 2 комплексообразователь лиганды противоионы, компенсирующие заряд внутренней координационной сферы Основные понятия: р у р р ф р
Основные понятия: ● лиганд ● комплексообразователь (центральный атом, центр координации) р (ц р , ц р р ц ) ● координационное число ● заряд комплексов ● дентатность игандов ● дентатность лигандов ● координационный полиэдр Координационные соединения с анионными центрами координации – антикрауны ц р р ц р у Заряд комплекса : например, для [Pt 4+ Cl 6 – ] z заряд
z = 4 + 6·(–1) = –2; для [Ag + (CN) 2 – ] z заряд z = 1 + 2·(–1) = –1 z 4 + 6 ( 1) 2; для [Ag (CN) 2 ] заряд z 1 + 2 ( 1) 1 Координационное число (КЧ) : все не так просто!!! Степень окисления центрального иона +1 +2
+4 Координационные числа 2 (3) 4 (6)
6 (4) 6 (8)
Дентатность лигандов (от английского dent – зуб) Каталог: files files -> 1 дәріс : Кіріспе. Негізгі түсініктер мен анықтамалар. Тиеу-түсіру жұмыстары жөніндегі жалпы түсініктер files -> Қыс ең зақымданатын жыл мезгілі. Бірақ жаралану, сынық, тоңазу, үсіп қалу біздің қысқы тұрмыстың міндетті салдары емес files -> Қазақ халқының ұлттық ойындары files -> Тема: Детский травматизм. Травма мягких тканей лица и органов рта у детей. Особенности первичной хирургической обработки ран лица. Показания к госпитализации ребенка files -> Тематичний план практичних занять жүктеу/скачать 384.63 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|