Классификация и номенклатура комплексных соединений основные принципы и правила (7 видео)

Комплексные соединения — это вещества, состоящие из центрального атома, вокруг которого располагаются другие атомы, ионные или молекулярные, называемые лигандами. Классификация и номенклатура комплексных соединений определяют систему правил для их идентификации и описания. Это важно для химиков и исследователей, чтобы обеспечить единообразие и понимание в области комплексной химии.

Основной принцип классификации комплексных соединений — определение типа связи между центральным атомом и лигандами. В зависимости от характера связи различают ионные комплексы (со связью между ионами преобладающего и побочного, например, CoCl₄^2-), координационные комплексы (где центральный атом образует координационную связь с лигандами, например, [Co(NH₃)₆]³⁺) и органометаллические соединения (смешанные соединения с органическими и неорганическими лигандами, например, [Fe(CO)₅]).

Номенклатура комплексных соединений основана на принципе именования центрального атома и лигандов. Центральный атом, образующий связи с лигандами, идентифицируется по символу элемента или сокращению его названия. Лиганды могут быть названы по их обычным названиям или по систематическим правилам, например, для ионов используются суффиксы -ат и -ит, обозначающие разные степени окисления. При именовании сложных комплексных соединений, содержащих несколько центральных атомов и различные лиганды, используются числительные и предлоги для обозначения положения лигандов относительно центральных атомов.

Содержание

Классификация и номенклатура комплексных соединений
Определение комплексных соединений
Основные принципы классификации
Координационное число
Степень окисления
Симметричность структуры
Правила номенклатуры
Названия центрального атома
Лиганды и их порядок
Учет заряда комплексного иона
Классификация комплексных соединений
По типу центрального атома
💥 Видео

Видео:Классификация комплексных соединений. 11 класс.Скачать

Классификация и номенклатура комплексных соединений

Комплексные соединения представляют собой химические соединения, состоящие из металла и одного или нескольких лигандов. Они имеют особую структуру, в которой металл образует центральный атом, вокруг которого располагаются лиганды. Комплексные соединения широко используются во многих областях химии, включая катализ и медицину.

Классификация комплексных соединений основана на различных критериях, включая тип металла, тип лиганда, координационное число, степень окисления и структуру комплекса. Металлы могут быть классифицированы по группам периодической системы, а лиганды — по своей химической природе и типу связи с металлом.

Номенклатура комплексных соединений основана на системе правил, установленных Международным союзом чистой и прикладной химии (IUPAC). Комплексные соединения называются с учетом типа металла, типа лиганда и их порядка следования в формуле соединения. Номенклатурные правила помогают однозначно идентифицировать и классифицировать комплексные соединения.

Видео:Комплексные соединения. 1 часть. 11 класс.Скачать

Определение комплексных соединений

Центральный ион в комплексном соединении может быть одновалентным, двухвалентным и т. д., а лиганды могут быть одноатомными или многоатомными. Комплексные соединения образуются в результате образования координационных связей между электронными облаками лигандов и свободными электронными парами центрального иона.

Одной из основных характеристик комплексных соединений является их координационное число. Координационное число – это число лигандов, связанных с центральным ионом. Оно может быть разным для разных комплексных соединений и варьироваться от 2 до значительного количества.

Комплексные соединения широко применяются как в химической промышленности, так и в научных исследованиях. Они обладают разнообразными свойствами и могут быть использованы в качестве катализаторов, пигментов, лекарственных препаратов и других веществ.

Для классификации и номенклатуры комплексных соединений существуют основные принципы и правила, определенные Международным союзом по чистой и прикладной химии (IUPAC). Эти правила позволяют однозначно идентифицировать и назвать комплексные соединения на основе их структуры и состава.

Понимание определения и основных характеристик комплексных соединений является важной основой для изучения и понимания их свойств, реакций и применений в различных областях науки и промышленности.

Видео:Номенклатура комплексных соединений. 11 класс.Скачать

Основные принципы классификации

1. Структура комплексного соединения. Основываясь на структуре, комплексные соединения могут быть разделены на различные классы и группы. Например, соединения с центральным атомом, окруженным только лигандами, называются однокомплексными, а соединения с центральным атомом, окруженным несколькими лигандами, называются полифункциональными комплексами.

2. Конфигурация соединения. Конфигурация определяет пространственное строение молекулы и связи между атомами. Комплексные соединения классифицируются на основе конфигурации, например, квадратная плоская, октаэдрическая, тетраэдрическая и др.

3. Направленность координационных связей. Этот принцип классификации отображает направление векторных координационных связей. Например, если координационные связи невозможно повернуть так, чтобы их направление совпадало, соединение считается объемным.

4. Тип лигандов. Комплексные соединения также могут быть классифицированы на основе типа лигандов, которые образуют координационные связи с центральным атомом. Лиганды могут быть неорганическими (например, аммиак, хлориды) или органическими (например, этилендиамин, бутиламин).

Различные принципы классификации позволяют установить систематику и закономерности в химических соединениях. Это важно для понимания свойств и поведения комплексных соединений, а также для разработки новых соединений с определенными свойствами.

Координационное число

Координационное число зависит от валентности ионов лигандов и иона-центра. Оно определяется числом электронных пар, которые могут быть активированы для образования координационных связей.

Чем больше координационное число, тем больше лигандов может связаться с центральным атомом или ионом. Например, у обычной воды координационное число равно 4, так как центральный атом кислорода способен связываться с четырьмя атомами водорода. В других комплексных соединениях координационное число может быть разным.

Координационное число является важным параметром при описании и классификации комплексных соединений. Оно позволяет понять, какие лиганды и каким образом могут связываться с центральным атомом или ионом, и какие свойства и структуры комплексных соединений могут быть у них. Координационное число также связано с геометрией комплекса и его стабильностью.

Степень окисления

Степень окисления может быть положительной, отрицательной или нулевой, в зависимости от того, какие электроны атом отдал или получил. Если атом отдал электроны, его степень окисления будет положительной. Если атом получил электроны, его степень окисления будет отрицательной. Если атом не отдал и не получил электроны, его степень окисления будет равной нулю.

Степени окисления используются для классификации и номенклатуры комплексных соединений. Они помогают определить тип связи и тип химической реакции, а также предсказать свойства и поведение соединений.

Важно понимать, что степень окисления может изменяться в разных соединениях. Например, у атома кислорода в воде (H₂O) степень окисления равна -2, а в перекиси водорода (H₂O₂) -1. Это связано с тем, что окружающая химическая среда и наличие других атомов могут влиять на степень окисления атома.

Правила определения степени окисления могут быть сложными и требуют знания электрохимических свойств атомов и ионов. Однако, с помощью некоторых общих правил можно приближенно определить степень окисления:

В нейтральных соединениях (например, H₂O, NaCl) степень окисления каждого атома равна нулю.
В одноименных соединениях (например, Cl₂, O₂) степень окисления атомов равна нулю.
Металлы обычно имеют положительную степень окисления, равную их заряду.
Водород обычно имеет степень окисления +1, кроме случаев, когда он связан с металлами, в таком случае его степень окисления равна -1.
Кислород обычно имеет степень окисления -2, за исключением случаев, когда он связан с фтором (степень окисления +2) или пероксидами (степень окисления -1).
Общая степень окисления в нейтральном или ионном соединении должна быть равной нулю.

Знание степеней окисления позволяет классифицировать соединения и предсказывать их свойства и поведение. Это важный инструмент для химиков и исследователей.

Симметричность структуры

Симметрия может быть определена по нескольким критериям. Один из основных критериев — наличие плоскости симметрии. Если молекула может быть разделена плоскостью таким образом, что ее половины будут идентичными, то говорят о наличии плоскостной симметрии.

Другим важным критерием симметрии является наличие оси симметрии. Ось симметрии — это линия, вокруг которой молекула может вращаться на определенный угол и оставаться без изменений. Ось симметрии может проходить через одну или несколько атомов.

Кроме того, симметрия может быть определена по наличию точек инверсии. Точка инверсии — это точка, относительно которой все атомы молекулы смещаются на одинаковое расстояние и в противоположные направления.

Знание о симметрии структуры позволяет систематизировать и классифицировать комплексные соединения, а также предсказывать их свойства и реакционную активность.

Видео:ОКСИДЫ, КИСЛОТЫ, СОЛИ И ОСНОВАНИЯ ХИМИЯ 8 класс / Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать

Правила номенклатуры

Одним из основных принципов номенклатуры является использование систематического нейтрального именования, основанного на химическом составе и структуре соединений. Каждое комплексное соединение имеет свое уникальное название, которое отражает его состав и структуру.

Правила номенклатуры определяют, в каком порядке следует указывать элементы и ионы, какие приставки использовать для обозначения заряженности и комплексности комплексного соединения, и какой порядок следует использовать для множественных комплексных соединений.

Наиболее распространенными правилами номенклатуры являются правила, разработанные Международным союзом по чистой и прикладной химии (IUPAC). Эти правила предлагают стандартизованные способы именования комплексных соединений на основе их химического состава и структуры.

Однако, следует отметить, что существуют также и другие системы номенклатуры, которые могут отличаться от правил IUPAC. Некоторые из них основаны на исторических или производственных обстоятельствах, а другие используются для обозначения конкретных классов соединений.

В итоге, правила номенклатуры играют важную роль в химической классификации комплексных соединений. Соблюдение этих правил позволяет точно обозначать и описывать соединения, упрощает их сравнение и идентификацию, и облегчает обмен информацией между химиками по всему миру.

Названия центрального атома

Классификация и номенклатура комплексных соединений основываются на химической структуре и свойствах центрального атома. Центральный атом может быть различными элементами, включая металлы и полуметаллы.

Номенклатура комплексных соединений требует точной и всесторонней характеристики центрального атома. Это обеспечивает уникальное идентифицирование соединения.

Названия центрального атома обычно основаны на его символе или английском названии элемента. Например, для центральных атомов, таких как железо (Fe), медь (Cu) или платина (Pt), их химические символы используются в качестве основного наименования.

В других случаях, особенно при использовании элементов с нестандартными символами или английскими названиями, более специфичное название может быть использовано для описания центрального атома. Например, в комплексах с центральным атомом ртути (Hg) может использоваться слово «меркурий».

Названия центрального атома могут быть также определены на основе его окалинного окружения или функциональных групп, связанных с ним. Например, когда центральный атом окружен кислородными или нитрогенными атомами, он может быть именован как «оксо» или «амино» атом соответственно.

Точное наименование центрального атома в комплексных соединениях играет важную роль в установлении каждого члена семейства соединений и их свойств. Правильное использование названий центрального атома способствует ясной и стройной классификации комплексных соединений.

Лиганды и их порядок

Порядок следования лигандов в названии комплексных соединений определяется их зарядом и химической природой. При составлении названия комплекса сначала указывается название центрального металла, а затем перечисляются лиганды в порядке, установленном правилами Международной номенклатурной комиссии по неорганической химии (IUPAC).

При названии комплексов с положительно заряженными ионофорными лигандами, вначале указываются эти лиганды в алфавитном порядке, затем следует название центрального металла и его заряд. При этом перед названием лигандов ставится слово «катион», а после названия металла — слово «ион», например, катион аммония (NH₄⁺) и ион станнатола (Sn⁴⁺).

Если в комплексе имеются отрицательно заряженные или нейтральные лиганды, то их названия вначале ставятся перед названием центрального металла, например, гидроксидная группа (OH^—) перед ионом железа (Fe³⁺).

Важно отметить, что названия лигандов могут изменяться в зависимости от их заряда и химической природы. Например, при наличии двух атомов одного и того же элемента, название лиганда может меняться с суффиксом «-ид» на суффикс «-идо» и т.д.

Таким образом, порядок и названия лигандов играют важную роль в классификации и номенклатуре комплексных соединений, позволяя однозначно идентифицировать их состав и химические свойства.

Учет заряда комплексного иона

В химии комплексные ионы встречаются с различными зарядами. Заряд комплексного иона определяется суммой зарядов его центрального металла и лигандов, связанных с ним.

Правила учета заряда комплексного иона следующие:

Заряд центрального металла указывается в римской нотации справа от его символа. Например, Fe³⁺, Co²⁺.
Заряд лигандов, связанных с центральным металлом, указывается в индексной нотации. Например, Cl^—, OH^—, NH₃.
Сумма зарядов центрального металла и лигандов должна быть равна заряду комплексного иона. Например, в комплексном ионе [Fe(CN)₆]^3-, Fe³⁺ обладает зарядом +3, а CN^— — зарядом -1, поэтому полный заряд комплексного иона равен -3.
В случае необходимости, чтобы сумма зарядов равнялась нулю, могут быть использованы различные лиганды с разными зарядами. Например, комплекс [Co(NH₃)₄Cl₂]^2+ имеет катионный заряд +2, и чтобы сумма зарядов была равна нулю, 4 NH₃ со зарядом 0 и 2 Cl^— со зарядом -1.

Учет заряда комплексного иона важен при идентификации и классификации комплексных соединений и позволяет определить их свойства и реакционную активность.

Видео:Номенклатура органических соединений. 1 часть. 10 класс.Скачать

Классификация комплексных соединений

Классификация комплексных соединений основана на различных факторах, включая тип металла, его окислительное состояние, тип лиганда, координационное число и геометрическую структуру комплекса. Эти факторы определяют физические и химические свойства комплексов, их реактивность и возможные применения.

Тип металла: Комплексные соединения могут содержать различные металлы из периодической таблицы. Они могут быть переходными, щелочными или щелочноземельными металлами. Тип металла влияет на реакционную способность и стабильность комплекса.

Окислительное состояние металла: Металлы в комплексах могут иметь различные степени окисления, что определяет их электронную структуру и реакционную способность. Окислительное состояние может меняться в процессе химических реакций.

Тип лиганда: Лиганды – это молекулы или ионы, которые образуют связь с металлом и помогают стабилизировать комплекс. Они могут быть неорганическими или органическими, одноатомными или многоатомными. Лиганды определяют химическую и электронную структуру комплекса.

Координационное число: Координационное число – это число лигандов, связанных с металлом. Оно определяет структуру комплекса и его химические свойства. Координационное число может варьироваться от 2 до 12 и более.

Геометрическая структура: Геометрическая структура комплекса определяется расположением лигандов вокруг металла. Комплексы могут иметь линейную, плоскостную, октаэдрическую или другую форму в пространстве. Геометрическая структура влияет на симметрию комплекса и его химическую активность.

Знание классификации комплексных соединений является важным инструментом для их исследования, синтеза и применения в различных областях химии и технологий. Она позволяет предсказывать физические и химические свойства комплексов, оптимизировать их реакционную способность и использовать их в качестве катализаторов, лекарственных препаратов, материалов и других сферах науки и промышленности.

Видео:Номенклатура комплексных соединений. Учимся составлять название по формуле.Скачать

По типу центрального атома

Комплексные соединения можно классифицировать на основе типа центрального атома, который играет особую роль в структуре соединения и определяет его свойства. Существует несколько основных типов центральных атомов, включая металлы, неметаллы и транзиционные металлы.

1. Комплексы с металлическим центром:

Металлы играют роль центрального атома и могут иметь различные степени окисления.
Металлы, такие как железо, никель и медь, часто образуют оксиды и гидроксиды, которые являются базами. Они способны принимать лиганды и формировать соединения с различными структурами и свойствами.
Металлические комплексы могут быть одноядерными, когда на металле находится только один лиганд, или многоядерными, когда на металле находятся несколько лигандов.

2. Комплексы с неметаллическим центром:

В этих комплексах центральным атомом может быть неметалл, такой как сера, фосфор или бор.
Неметаллические центры обычно образуют соединения, в которых центральный атом образует ковалентные связи с другими атомами.
Комплексы с неметаллическим центром могут иметь различные структуры и свойства в зависимости от углеродного состава исходных соединений.

3. Комплексы с транзиционным металлическим центром:

Транзиционные металлы, такие как железо, медь, никель и рутений, играют ключевую роль в реакциях соединений.
Транзиционные металлические комплексы имеют сложную структуру и могут образовывать различные изомеры и модификации.
Степень окисления и координационное число транзиционного металла влияют на его свойства и реакционную способность.

Классификация комплексных соединений по типу центрального атома позволяет более полно понять и описать их структуру и свойства. Знание этой классификации помогает в изучении химических реакций соединений и предсказывании их поведения в различных условиях.