• Mệnh lệnh tâm linh và hiệp sĩ - ngắn gọn Mệnh lệnh thời trung cổ
• Hầm mộ và nghĩa địa và hoàng hôn vs bình minh
• Nhiệm vụ Day of Destiny: Dark Elf's Fate
• Tự đánh dấu là gì Poe tự đánh dấu
• Tìm hạng của ma trận: phương pháp và ví dụ
• những người sống sót sau vụ 11/9
• Lũ lụt tồi tệ nhất trong lịch sử nhân loại
• Khi một đồng nghiệp là một kẻ lén lút Nếu một kẻ mưu mô bị thương trong một đội hoặc làm thế nào để chiến đấu thành thạo
• xạ thủ giỏi nhất thế giới xạ thủ giỏi nhất
• Ma quỷ trông như thế nào Satan là ai và hình ảnh của cô ấy

Hóa học đại cương: sách giáo khoa / A. V. Zholnin; biên tập V. A. Popkova, A. V. Zholnina. - 2012. - 400 p.: bệnh.

Chương 7. HỢP CHẤT VÔ CƠ

Chương 7. HỢP CHẤT VÔ CƠ

Các yếu tố phức tạp là những người tổ chức cuộc sống.

K. B. Yatsimirsky

Các hợp chất phức tạp là loại hợp chất phong phú và đa dạng nhất. Các sinh vật sống chứa các hợp chất phức tạp của kim loại sinh học với protein, axit amin, porphyrin, axit nucleic, carbohydrate và các hợp chất vòng lớn. Các quá trình quan trọng nhất của hoạt động quan trọng tiến hành với sự tham gia của các hợp chất phức tạp. Một số trong số chúng (hemoglobin, diệp lục, hemocyanin, vitamin B 12, v.v.) đóng một vai trò quan trọng trong các quá trình sinh hóa. Nhiều loại thuốc có chứa phức hợp kim loại. Ví dụ, insulin (phức hợp kẽm), vitamin B 12 (phức hợp coban), platinol (phức hợp bạch kim), v.v.

7.1. LÝ THUYẾT PHỐI HỢP CỦA A. WERNER

Cấu trúc của các hợp chất phức tạp

Trong quá trình tương tác của các hạt, người ta quan sát thấy sự phối hợp lẫn nhau giữa các hạt, có thể được định nghĩa là quá trình hình thành phức chất. Ví dụ, quá trình hydrat hóa các ion kết thúc với sự hình thành các phức hợp nước. Các phản ứng tạo phức đi kèm với sự chuyển cặp electron và dẫn đến sự hình thành hoặc phá hủy các hợp chất bậc cao, được gọi là các hợp chất (phối hợp) phức tạp. Một đặc điểm của các hợp chất phức tạp là sự hiện diện trong chúng của liên kết phối trí phát sinh theo cơ chế người cho-người nhận:

Phức chất là hợp chất vừa tồn tại ở trạng thái tinh thể vừa tồn tại ở dạng dung dịch.

đó là sự có mặt của nguyên tử trung tâm được bao quanh bởi các phối tử. Có thể coi phức chất là hợp chất phức tạp bậc cao, gồm những phân tử đơn giản có khả năng tồn tại độc lập trong dung dịch.

Theo lý thuyết phối hợp của Werner, trong một hợp chất phức tạp, nội bộ và hình cầu bên ngoài. Nguyên tử trung tâm cùng với các phối tử xung quanh tạo thành khối cầu bên trong của phức chất. Nó thường được đặt trong dấu ngoặc vuông. Mọi thứ khác trong một hợp chất phức tạp là hình cầu bên ngoài và được viết trong ngoặc vuông. Một số phối tử nhất định được đặt xung quanh nguyên tử trung tâm, được xác định số phối hợp(khch). Số phối tử phối trí thường nhiều nhất là 6 hoặc 4. Phối tử chiếm vị trí phối trí gần nguyên tử trung tâm. Sự phối hợp làm thay đổi tính chất của cả phối tử và nguyên tử trung tâm. Thông thường, các phối tử phối hợp không thể được phát hiện bằng các phản ứng hóa học đặc trưng cho chúng ở trạng thái tự do. Các hạt liên kết chặt hơn của quả cầu bên trong được gọi là phức chất (ion phức). Lực hút tác dụng giữa nguyên tử trung tâm và các phối tử (liên kết cộng hóa trị được hình thành theo cơ chế trao đổi và (hoặc) chất cho-nhận), và lực đẩy tác dụng giữa các phối tử. Nếu điện tích của quả cầu bên trong bằng 0, thì không có quả cầu phối trí bên ngoài.

Nguyên tử trung tâm (tác nhân tạo phức)- nguyên tử hoặc ion chiếm vị trí trung tâm trong hợp chất phức tạp. Vai trò của tác nhân tạo phức thường được thực hiện bởi các hạt có quỹ đạo tự do và điện tích hạt nhân dương đủ lớn, do đó có thể là chất nhận điện tử. Đây là những cation của các nguyên tố chuyển tiếp. Tác nhân tạo phức mạnh nhất là các nguyên tố thuộc nhóm IB và VIIIB. Hiếm khi phức hợp

nguyên tử trung hòa của các nguyên tố d và nguyên tử phi kim ở các mức oxi hóa khác nhau - . Số lượng quỹ đạo nguyên tử tự do được cung cấp bởi tác nhân tạo phức xác định số phối trí của nó. Giá trị của số phối trí phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng thông thường nó bằng hai lần điện tích của ion tạo phức:

phối tử- các ion hoặc phân tử liên kết trực tiếp với tác nhân tạo phức và là chất cho cặp điện tử. Các hệ thống giàu điện tử này, có các cặp điện tử tự do và di động, có thể là các nhà tài trợ điện tử, ví dụ:

Các hợp chất của các nguyên tố p thể hiện tính chất phức tạp và đóng vai trò là phối tử trong một hợp chất phức tạp. Các phối tử có thể là các nguyên tử và phân tử (protein, axit amin, axit nucleic, carbohydrate). Theo số lượng liên kết được hình thành bởi các phối tử với tác nhân tạo phức, các phối tử được chia thành các phối tử mono-, di- và polydentate. Các phối tử trên (phân tử và anion) là đơn sắc, vì chúng là chất cho một cặp electron. Phối tử Bidentate bao gồm các phân tử hoặc ion chứa hai nhóm chức có khả năng là chất cho hai cặp electron:

Phối tử nhiều răng bao gồm phối tử 6 răng của axit ethylenediaminetetraacetic:

Số lượng vị trí mà mỗi phối tử chiếm giữ trong quả cầu bên trong của hợp chất phức tạp được gọi là khả năng phối hợp (độ đặc sắc) của phối tử. Nó được xác định bởi số cặp electron của phối tử tham gia hình thành liên kết phối trí với nguyên tử trung tâm.

Ngoài các hợp chất phức tạp, hóa học phối hợp bao gồm các muối kép, hydrat kết tinh, phân hủy trong dung dịch nước thành các phần cấu thành, ở trạng thái rắn trong nhiều trường hợp được cấu tạo tương tự như phức chất, nhưng không ổn định.

Các phức hợp ổn định và đa dạng nhất về thành phần và các chức năng mà chúng thực hiện tạo thành các nguyên tố d. Đặc biệt quan trọng là các hợp chất phức tạp của các nguyên tố chuyển tiếp: sắt, mangan, titan, coban, đồng, kẽm và molypden. Các nguyên tố s sinh học (Na, K, Mg, Ca) chỉ tạo thành các hợp chất phức tạp với các phối tử có cấu trúc tuần hoàn nhất định, cũng đóng vai trò là tác nhân tạo phức. Phần chính r-elements (N, P, S, O) là phần tích cực hoạt động của các hạt tạo phức (phối tử), bao gồm cả bioligand. Đây là ý nghĩa sinh học của chúng.

Do đó, khả năng tạo phức là tính chất chung của các nguyên tố hóa học trong hệ thống tuần hoàn, khả năng này giảm dần theo thứ tự sau: f> đ> P> S.

7.2. XÁC ĐỊNH ĐIỆN TÍCH CỦA CÁC HẠT CHÍNH CỦA HỢP CHẤT PHỨC HỢP

Điện tích của quả cầu bên trong của một hợp chất phức tạp là tổng đại số của điện tích của các hạt cấu thành của nó. Ví dụ, độ lớn và dấu của điện tích phức được xác định như sau. Điện tích của ion nhôm là +3, tổng điện tích của sáu ion hiđroxit là -6. Do đó, điện tích của phức là (+3) + (-6) = -3 và công thức của phức là 3- . Điện tích của ion phức bằng số bằng tổng điện tích của quả cầu bên ngoài và trái dấu với nó. Ví dụ, điện tích của quả cầu bên ngoài K 3 là +3. Do đó, điện tích của ion phức là -3. Điện tích của tác nhân tạo phức có độ lớn bằng nhau và trái dấu với tổng đại số điện tích của tất cả các hạt khác của phức chất. Do đó, trong K 3, điện tích của ion sắt là +3, vì tổng điện tích của tất cả các hạt khác của hợp chất phức tạp là (+3) + (-6) = -3.

7.3. DANH PHÁP CÁC HỢP CHẤT PHỨC TẠP

Những điều cơ bản của danh pháp được phát triển trong các tác phẩm cổ điển của Werner. Theo họ, trong một hợp chất phức tạp, cation đầu tiên được gọi, sau đó là anion. Nếu hợp chất thuộc loại không điện ly, thì nó được gọi bằng một từ. Tên của ion phức được viết bằng một từ.

Phối tử trung tính được đặt tên giống như tên phân tử và chữ "o" được thêm vào các phối tử anion. Đối với một phân tử nước phối hợp, ký hiệu "aqua-" được sử dụng. Để biểu thị số lượng phối tử giống hệt nhau trong quả cầu bên trong của phức chất, các chữ số Hy Lạp di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, v.v. được sử dụng làm tiền tố trước tên của phối tử. Tiền tố mono được sử dụng. Các phối tử được liệt kê theo thứ tự bảng chữ cái. Tên của phối tử được coi là một thực thể duy nhất. Sau tên của phối tử, tên của nguyên tử trung tâm theo sau, biểu thị mức độ oxy hóa, được biểu thị bằng chữ số La Mã trong ngoặc đơn. Từ ammine (với hai chữ "m") được viết liên quan đến amoniac. Đối với tất cả các amin khác, chỉ có một "m" được sử dụng.

C1 3 - hexamminecoban (III) clorua.

C1 3 - aquapentamminecoban (III) clorua.

Cl 2 - pentametylammineclocoban (III) clorua.

Diamminedibromoplatinum (II).

Nếu ion phức là anion thì tên Latinh của nó có đuôi là "am".

(NH 4)2 - amoni tetrachloropalladat (II).

K - kali pentabromoammineplatinat (IV).

K 2 - kali tetrarodanocobant (II).

Tên của một phối tử phức tạp thường được đặt trong ngoặc đơn.

NO 3 - dichloro-di-(ethylenediamine) coban (III) nitrat.

Br - bromo-tris-(triphenylphosphin) platinum (II) bromua.

Trong trường hợp phối tử liên kết với hai ion trung tâm, chữ cái Hy Lạp được sử dụng trước tên của nóμ.

Những phối tử như vậy được gọi là cầu và được liệt kê cuối cùng.

7.4. LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TRÚC CỦA CÁC HỢP CHẤT VÔ CƠ

Các tương tác cho-nhận giữa phối tử và nguyên tử trung tâm đóng một vai trò quan trọng trong sự hình thành các hợp chất phức tạp. Người cho cặp điện tử thường là phối tử. Một chất nhận là một nguyên tử trung tâm có quỹ đạo tự do. Liên kết này bền và không bị phá vỡ khi phức chất bị hòa tan (không tạo ion), và nó được gọi là phối hợp.

Cùng với liên kết o, liên kết π được hình thành theo cơ chế cho-nhận. Trong trường hợp này, ion kim loại đóng vai trò là chất cho, tặng các electron d đã ghép đôi của nó cho phối tử, phối tử có quỹ đạo trống thuận lợi về mặt năng lượng. Các mối quan hệ như vậy được gọi là lặn. Chúng được hình thành:

a) do sự xen phủ của các obitan p trống của kim loại với obitan d của kim loại, trên đó có các electron chưa tham gia vào liên kết σ;

b) khi các obitan d trống của phối tử trùng với các obitan d đã lấp đầy của kim loại.

Một thước đo sức mạnh của nó là mức độ chồng chéo giữa các quỹ đạo của phối tử và nguyên tử trung tâm. Định hướng của các liên kết của nguyên tử trung tâm xác định dạng hình học của phức chất. Để giải thích chiều liên kết, người ta dùng khái niệm lai hóa obitan nguyên tử của nguyên tử trung tâm. Các quỹ đạo lai của nguyên tử trung tâm là kết quả của sự trộn lẫn các quỹ đạo nguyên tử không bằng nhau, kết quả là hình dạng và năng lượng của các quỹ đạo thay đổi lẫn nhau và các quỹ đạo có hình dạng và năng lượng giống hệt nhau được hình thành. Số obitan lai hóa luôn bằng số obitan ban đầu. Các đám mây lai nằm trong nguyên tử ở khoảng cách xa nhau nhất (Bảng 7.1).

Bảng 7.1. Các kiểu lai hóa obitan nguyên tử của chất tạo phức và dạng hình học của một số phức chất

Cấu trúc không gian của phức chất được xác định bởi kiểu lai hóa của các obitan hóa trị và số cặp electron không chia sẻ chứa trong mức năng lượng hóa trị của nó.

Hiệu quả của tương tác cho-nhận giữa phối tử và tác nhân tạo phức, và do đó, độ bền của liên kết giữa chúng (độ ổn định của phức) được xác định bởi tính phân cực của chúng, nghĩa là khả năng biến đổi vỏ electron của chúng dưới tác động bên ngoài. Trên cơ sở này, thuốc thử được chia thành "cứng" hoặc phân cực thấp, và "mềm" - dễ dàng phân cực. Độ phân cực của một nguyên tử, phân tử hoặc ion phụ thuộc vào kích thước và số lớp electron của chúng. Bán kính và electron của hạt càng nhỏ thì nó càng ít phân cực. Bán kính càng nhỏ và hạt càng có ít electron thì nó càng phân cực kém.

Axit cứng tạo phức mạnh (cứng) với các nguyên tử O, N, F có độ âm điện của phối tử (bazơ cứng), trong khi axit mềm tạo phức mạnh (mềm) với nguyên tử cho P, S và I của phối tử có độ âm điện thấp và độ phân cực cao. Chúng tôi quan sát ở đây biểu hiện của nguyên tắc chung "thích với thích".

Do độ cứng của chúng, các ion natri và kali thực tế không tạo thành các phức hợp ổn định với chất nền sinh học và được tìm thấy trong môi trường sinh lý ở dạng phức hợp nước. Các ion Ca 2 + và Mg 2 + tạo phức khá bền với protein và do đó trong môi trường sinh lý ở cả trạng thái ion và trạng thái liên kết.

Các ion của các nguyên tố d tạo phức hợp mạnh với chất nền sinh học (protein). Còn các axit mềm Cd, Pb, Hg có độc tính cao. Chúng tạo phức hợp mạnh với protein chứa nhóm R-SH sulfhydryl:

Ion xyanua là độc hại. Phối tử mềm tương tác tích cực với các kim loại d trong phức chất với chất nền sinh học, kích hoạt chất nền sinh học.

7.5. SỰ PHÂN LOẠI CÁC HỢP CHẤT VÔ CƠ. TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA PHỨC HỢP. PHỨC HỢP DỄ CHỊU VÀ Trơ

Khi các hợp chất phức tạp được hòa tan trong nước, chúng thường phân hủy thành các ion của các quả cầu bên ngoài và bên trong, giống như các chất điện ly mạnh, vì các ion này liên kết tạo ion, chủ yếu bằng lực tĩnh điện. Điều này được ước tính là sự phân ly chính của các hợp chất phức tạp.

Sự phân ly thứ cấp của một hợp chất phức tạp là sự phân rã của quả cầu bên trong thành các thành phần cấu thành của nó. Quá trình này diễn ra tùy theo loại chất điện phân yếu, vì các hạt của quả cầu bên trong được kết nối phi ion (cộng hóa trị). Sự phân ly có tính chất từng bước:

Đối với một đặc tính định tính về sự ổn định của quả cầu bên trong của một hợp chất phức tạp, một hằng số cân bằng được sử dụng để mô tả sự phân ly hoàn toàn của nó, được gọi là hằng số mất ổn định phức tạp(Kn). Đối với một anion phức tạp, biểu thức cho hằng số không ổn định có dạng:

Giá trị của Kn càng nhỏ thì quả cầu bên trong của hợp chất phức tạp càng ổn định, tức là nó càng ít phân ly trong dung dịch nước. Gần đây, thay vì Kn, giá trị của hằng số ổn định (Ku) được sử dụng - nghịch đảo của Kn. Giá trị Ku càng lớn thì phức càng bền.

Các hằng số ổn định giúp dự đoán hướng của các quá trình trao đổi phối tử.

Trong dung dịch nước, ion kim loại tồn tại ở dạng phức chất nước: 2+ - hexaaqua sắt (II), 2+ - tetraaqua đồng (II). Khi viết công thức cho các ion ngậm nước, các phân tử nước phối hợp của lớp vỏ hydrat hóa không được chỉ định mà được ngụ ý. Sự tạo phức giữa ion kim loại với một phối tử nào đó được coi là phản ứng thay thế một phân tử nước trong quả cầu phối trí bên trong bởi phối tử này.

Phản ứng trao đổi phối tử diễn ra theo cơ chế phản ứng kiểu S N. Ví dụ:

Các giá trị của hằng số bền cho trong bảng 7.2 cho thấy do quá trình tạo phức diễn ra liên kết mạnh của các ion trong dung dịch nước, điều này cho thấy hiệu quả của việc sử dụng loại phản ứng này để liên kết ion, đặc biệt là với các phối tử nhiều răng.

Bảng 7.2. Tính ổn định của phức hợp zirconium

Không giống như các phản ứng trao đổi ion, sự hình thành các hợp chất phức tạp thường không phải là một quá trình gần như tức thời. Ví dụ, khi sắt (III) phản ứng với axit nitrile trimetylen photphonic, trạng thái cân bằng được thiết lập sau 4 ngày. Đối với các đặc tính động học của các phức chất, các khái niệm được sử dụng - không bền(phản ứng nhanh) và trơ(từ từ phản ứng). Theo gợi ý của G. Taube, các phức chất không bền được coi là những chất trao đổi hoàn toàn phối tử trong 1 phút ở nhiệt độ phòng và nồng độ dung dịch là 0,1 M. Cần phân biệt rõ ràng giữa các khái niệm nhiệt động học [mạnh (ổn định) / dễ vỡ (không ổn định)] và phức hợp động học [ trơ và không bền].

Trong các phức chất không bền, sự thay thế phối tử xảy ra nhanh chóng và trạng thái cân bằng nhanh chóng được thiết lập. Trong các phức chất trơ, sự thay thế phối tử diễn ra chậm.

Vì vậy, phức chất trơ 2 + trong môi trường axit không ổn định về mặt nhiệt động: hằng số không ổn định là 10 -6 và phức chất không bền 2- rất ổn định: hằng số ổn định là 10 -30. Taube liên kết tính bền vững của các phức chất với cấu trúc điện tử của nguyên tử trung tâm. Tính trơ của các phức chất đặc trưng chủ yếu cho các ion có lớp vỏ d không hoàn chỉnh. Phức chất trơ bao gồm Co, Cr. Các phức hợp xyanua của nhiều cation với mức độ bên ngoài của s 2 p 6 là không bền.

7.6. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA PHỨC HỢP

Các quá trình hình thành phức chất ảnh hưởng thực tế đến tính chất của tất cả các hạt tạo thành phức chất. Độ bền của liên kết giữa phối tử và tác nhân tạo phức càng cao thì tính chất của nguyên tử trung tâm và phối tử thể hiện trong dung dịch càng ít và các đặc điểm của phức chất càng rõ rệt.

Các hợp chất phức tạp thể hiện hoạt động hóa học và sinh học do sự không bão hòa phối hợp của nguyên tử trung tâm (có các quỹ đạo tự do) và sự hiện diện của các cặp phối tử điện tử tự do. Trong trường hợp này, phức chất có các đặc tính ái điện và ái nhân khác với đặc tính của nguyên tử trung tâm và các phối tử.

Cần phải tính đến ảnh hưởng đến hoạt tính hóa học và sinh học của cấu trúc vỏ hydrat hóa của phức hợp. Quá trình giáo dục

Tính khử của phức chất ảnh hưởng đến tính axit-bazơ của phức chất tạo phức. Sự hình thành các axit phức tạp đi kèm với sự gia tăng độ mạnh của axit hoặc bazơ tương ứng. Vì vậy, khi các axit phức tạp được hình thành từ các axit đơn giản, năng lượng liên kết với các ion H + giảm và độ mạnh của axit tăng lên tương ứng. Nếu có ion OH - ở lớp ngoài cùng thì liên kết giữa cation phức và ion hiđroxit của lớp ngoài cùng giảm dần, tính bazơ của phức tăng dần. Ví dụ, đồng hiđroxit Cu(OH)2 là một bazơ yếu, ít tan. Dưới tác dụng của amoniac với nó, đồng amoniac (OH) 2 được hình thành. Mật độ điện tích của 2 + giảm so với Cu 2 +, liên kết với ion OH - yếu đi và (OH) 2 hoạt động như một bazơ mạnh. Tính chất axit-bazơ của các phối tử liên kết với tác nhân tạo phức thường rõ rệt hơn tính chất axit-bazơ của chúng ở trạng thái tự do. Ví dụ, huyết sắc tố (Hb) hoặc oxyhemoglobin (HbO 2) thể hiện tính axit do các nhóm carboxyl tự do của protein globin, là phối tử của HHb ↔ H + + Hb - . Đồng thời, anion hemoglobin do các nhóm amin của protein globin thể hiện tính chất cơ bản và do đó liên kết với oxit CO 2 có tính axit để tạo thành anion carbaminohemoglobin (HbCO 2 -): CO 2 + Hb - ↔ HbCO 2 - .

Các phức chất thể hiện tính oxi hóa khử do sự biến đổi oxi hóa khử của tác nhân tạo phức, tạo thành các trạng thái oxi hóa bền vững. Quá trình tạo phức ảnh hưởng mạnh đến giá trị thế khử của các nguyên tố d. Nếu dạng khử của các cation tạo thành phức bền hơn với phối tử đã cho so với dạng oxy hóa của nó, thì giá trị của thế tăng. Sự giảm giá trị tiềm năng xảy ra khi dạng bị oxy hóa tạo thành một phức hợp ổn định hơn. Ví dụ, dưới tác động của các tác nhân oxy hóa: nitrit, nitrat, NO 2 , H 2 O 2, huyết sắc tố được chuyển thành methemoglobin do quá trình oxy hóa nguyên tử trung tâm.

Quỹ đạo thứ sáu được sử dụng trong sự hình thành oxyhemoglobin. Cùng một quỹ đạo có liên quan đến sự hình thành liên kết với carbon monoxide. Kết quả là, một phức hợp macrocyclic với sắt được hình thành - carboxyhemoglobin. Phức hợp này bền hơn 200 lần so với phức hợp sắt-oxy trong heme.

Cơm. 7.1. Các biến đổi hóa học của huyết sắc tố trong cơ thể người. Sơ đồ từ cuốn sách: Slesarev V.I. Nguyên tắc cơ bản của hóa học sống, 2000

Sự tạo thành ion phức ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của ion tạo phức. Trong một số trường hợp, hoạt động đang gia tăng. Điều này là do sự hình thành trong dung dịch các hệ thống cấu trúc lớn có thể tham gia tạo ra các sản phẩm trung gian và làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng. Ví dụ, nếu thêm Cu 2+ hoặc NH 3 vào H 2 O 2, quá trình phân hủy không được tăng tốc. Với sự hiện diện của phức hợp 2+, được hình thành trong môi trường kiềm, quá trình phân hủy hydro peroxide được tăng tốc 40 triệu lần.

Vì vậy, trên huyết sắc tố, người ta có thể xem xét các tính chất của các hợp chất phức tạp: axit-bazơ, tạo phức và oxi hóa khử.

7.7. PHÂN LOẠI CÁC HỢP CHẤT TỔNG HỢP

Có một số hệ thống phân loại cho các hợp chất phức tạp dựa trên các nguyên tắc khác nhau.

1. Theo tính chất của phức chất với một loại hợp chất nào đó:

Axit phức tạp H 2 ;

Các bazơ phức tạp OH;

Muối phức K 4 .

2. Theo bản chất của phối tử: phức nước, amoniac, phức axit (anion của các axit khác nhau, K 4, đóng vai trò phối tử; phức hydroxo (nhóm hydroxyl, K 3, đóng vai trò phối tử); phức với phối tử vòng lớn, bên trong trung tâm nguyên tử.

3. Theo dấu điện tích của phức: cation - cation phức trong hợp chất phức Cl 3; anion - anion phức tạp trong hợp chất phức tạp K; trung tính - điện tích của phức chất là 0. Hợp chất phức tạp của quả cầu bên ngoài không có, ví dụ, . Đây là công thức cho một loại thuốc chống ung thư.

4. Theo cấu trúc bên trong của phức hợp:

a) phụ thuộc vào số lượng nguyên tử của chất tạo phức: đơn nhân- thành phần của hạt phức bao gồm một nguyên tử của tác nhân tạo phức, ví dụ Cl 3 ; đa lõi- trong thành phần của hạt phức hợp có một số nguyên tử của tác nhân tạo phức - phức hợp sắt-protein:

b) tùy theo số loại phối tử người ta phân biệt phức chất: đồng thể (đơn phối tử), chứa một loại phối tử, ví dụ 2+ và không đồng nhất (đa phối tử)- hai loại phối tử trở lên, ví dụ Pt(NH 3)2 Cl 2 . Phức chất bao gồm các phối tử NH 3 và Cl - . Đối với các hợp chất phức tạp chứa các phối tử khác nhau trong quả cầu bên trong, đồng phân hình học là đặc trưng khi, với cùng thành phần của quả cầu bên trong, các phối tử trong nó được định vị khác nhau so với nhau.

Các đồng phân hình học của các hợp chất phức tạp không chỉ khác nhau về tính chất vật lý và hóa học, mà còn về hoạt động sinh học. Đồng phân cis của Pt(NH 3) 2 Cl 2 có hoạt tính chống khối u rõ rệt, nhưng đồng phân trans thì không;

c) tùy thuộc vào mật độ của các phối tử tạo thành phức hợp đơn nhân, các nhóm sau có thể được phân biệt:

Các phức chất đơn nhân với các phối tử đơn nhân, ví dụ 3+ ;

Phức hợp đơn nhân với các phối tử đa răng. Các hợp chất phức tạp với các phối tử polydentate được gọi là hợp chất chelate;

d) dạng tuần hoàn và mạch hở của các hợp chất phức tạp.

7,8. PHỨC HỢP CHELATE. PHỨC TẠP. PHỨC HỢP

Các cấu trúc tuần hoàn được hình thành do sự thêm một ion kim loại vào hai hoặc nhiều nguyên tử cho thuộc về một phân tử tác nhân tạo phức được gọi là hợp chất chelate. Ví dụ, đồng glycinate:

Trong đó, tác nhân tạo phức dẫn vào bên trong phối tử, được bao phủ bởi các liên kết, giống như móng vuốt, do đó, những thứ khác không đổi, chúng ổn định hơn các hợp chất không chứa chu trình. Ổn định nhất là các chu kỳ bao gồm năm hoặc sáu liên kết. Quy tắc này lần đầu tiên được xây dựng bởi L.A. chugaev. Sự khác biệt

sự ổn định của phức hợp chelate và sự ổn định của chất tương tự không tuần hoàn của nó được gọi là hiệu ứng chelate

Các phối tử nhiều răng cưa có chứa 2 loại nhóm hoạt động như một tác nhân tạo phức:

1) nhóm có khả năng hình thành liên kết cộng hóa trị phân cực do phản ứng trao đổi (chất cho proton, chất nhận cặp electron) -CH 2 COOH, -CH 2 PO(OH) 2, -CH 2 SO 2 OH, - nhóm axit (tâm);

2) nhóm cho cặp electron: ≡N, >NH, >C=O, -S-, -OH, - nhóm chính (tâm).

Nếu các phối tử như vậy bão hòa quả cầu phối trí bên trong của phức chất và trung hòa hoàn toàn điện tích của ion kim loại, thì các hợp chất được gọi là nội bộ. Ví dụ, đồng glycinate. Không có hình cầu bên ngoài trong khu phức hợp này.

Một nhóm lớn các chất hữu cơ có chứa các trung tâm bazơ và axit trong phân tử được gọi là phức tạp.Đây là những axit polybasic. Các hợp chất chelate được hình thành bởi các phức hợp khi tương tác với các ion kim loại được gọi là phức hợp, ví dụ, phức hợp magiê với axit ethylenediaminetetraacetic:

Trong dung dịch nước, phức chất tồn tại ở dạng anion.

Complexon và phức hợp là một mô hình đơn giản của các hợp chất phức tạp hơn của các sinh vật sống: axit amin, polypeptide, protein, axit nucleic, enzyme, vitamin và nhiều hợp chất nội sinh khác.

Hiện nay, một lượng lớn các phức hợp tổng hợp với các nhóm chức năng khác nhau đang được sản xuất. Các công thức của các phức hợp chính được trình bày dưới đây:

Các phức chất, trong những điều kiện nhất định, có thể cung cấp (một số) cặp electron không chia sẻ để hình thành liên kết phối trí với ion kim loại (s-, p- hoặc d-nguyên tố). Kết quả là, các hợp chất loại chelate ổn định với các vòng 4-, 5-, 6- hoặc 8 cạnh được hình thành. Phản ứng xảy ra trong một khoảng pH rộng. Tùy thuộc vào độ pH, bản chất của tác nhân tạo phức, tỷ lệ của nó với phối tử, các phức chất có cường độ và độ hòa tan khác nhau được hình thành. Hóa học của sự hình thành các phức hợp có thể được biểu diễn bằng các phương trình sử dụng muối natri của EDTA (Na 2 H 2 Y) làm ví dụ, phân ly trong dung dịch nước: Na 2 H 2 Y → 2Na + + H 2 Y 2- và ion H 2 Y 2- tương tác với các ion kim loại, bất kể mức độ oxy hóa của cation kim loại, thường thì một ion kim loại (1: 1) tương tác với một phân tử phức. Phản ứng xảy ra một cách định lượng (Kp>10 9).

Các phức chất và phức hợp thể hiện tính chất lưỡng tính trong khoảng pH rộng, khả năng tham gia các phản ứng oxy hóa khử, tạo phức, tạo thành các hợp chất có các tính chất khác nhau tùy thuộc vào mức độ oxy hóa của kim loại, độ bão hòa phối trí của nó và có tính chất điện di và nucleophilic . Tất cả điều này xác định khả năng liên kết một số lượng lớn các hạt, cho phép một lượng nhỏ thuốc thử giải quyết các vấn đề lớn và đa dạng.

Một ưu điểm không thể chối cãi khác của phức hợp và phức hợp là độc tính thấp và khả năng chuyển đổi các hạt độc hại

thành những chất có độc tính thấp hoặc thậm chí có hoạt tính sinh học. Các sản phẩm phân hủy của phức hợp không tích lũy trong cơ thể và vô hại. Tính năng thứ ba của phức hợp là khả năng sử dụng chúng như một nguồn nguyên tố vi lượng.

Khả năng tiêu hóa tăng lên là do nguyên tố vi lượng được đưa vào ở dạng hoạt tính sinh học và có tính thấm qua màng cao.

7.9. PHỨC HỢP KIM LOẠI CHỨA PHO-PHẦN – DẠNG CHUYỂN HÓA HIỆU QUẢ CÁC NGUYÊN TỐ VĨ MÔ VÀ VĨ MÔ THÀNH TRẠNG THÁI HOẠT ĐỘNG SINH HỌC VÀ MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG SINH HỌC CỦA CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

Ý tưởng hoạt động sinh học bao quát nhiều hiện tượng. Từ quan điểm của hành động hóa học, các chất hoạt tính sinh học (BAS) thường được hiểu là các chất có thể tác động lên các hệ thống sinh học, điều chỉnh hoạt động sống còn của chúng.

Khả năng tác động như vậy được hiểu là khả năng thể hiện hoạt động sinh học. Sự điều tiết có thể biểu hiện ở những tác động kích thích, kìm hãm, phát triển những tác động nhất định. Biểu hiện cực đoan của hoạt tính sinh học là hành động diệt khuẩn, khi, do tác động của chất diệt khuẩn trên cơ thể, chất diệt khuẩn sẽ chết. Ở nồng độ thấp hơn, trong hầu hết các trường hợp, chất diệt khuẩn có tác dụng kích thích hơn là gây chết đối với các sinh vật sống.

Một số lượng lớn các chất như vậy hiện đã được biết đến. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, việc sử dụng các chất có hoạt tính sinh học đã biết được sử dụng không đầy đủ, thường không đạt hiệu quả tối đa và việc sử dụng thường dẫn đến các tác dụng phụ có thể được loại bỏ bằng cách đưa các chất biến tính vào các chất có hoạt tính sinh học.

Complexonate chứa photpho tạo thành các hợp chất có tính chất khác nhau tùy thuộc vào bản chất, mức độ oxy hóa của kim loại, độ bão hòa phối trí, thành phần và cấu trúc của lớp vỏ hydrat. Tất cả điều này xác định tính đa chức năng của các phức chất, khả năng hoạt động dưới mức cân bằng hóa học độc đáo của chúng,

tác dụng của một ion phổ biến và cung cấp ứng dụng rộng rãi trong y học, sinh học, sinh thái học và trong các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế quốc dân.

Khi ion kim loại phối hợp complexon, mật độ electron được phân phối lại. Do sự tham gia của một cặp electron đơn độc trong tương tác cho-nhận, mật độ electron của phối tử (complexon) chuyển sang nguyên tử trung tâm. Việc giảm điện tích tương đối âm trên phối tử góp phần làm giảm lực đẩy Coulomb của thuốc thử. Do đó, phối tử phối hợp trở nên dễ bị tấn công hơn bởi thuốc thử nucleophilic có mật độ electron vượt quá trên trung tâm phản ứng. Sự dịch chuyển mật độ electron từ tác nhân tạo phức sang ion kim loại dẫn đến sự gia tăng tương đối điện tích dương của nguyên tử cacbon, và do đó, tạo điều kiện thuận lợi cho sự tấn công của nó bằng thuốc thử nucleophin, ion hydroxyl. Trong số các enzyme xúc tác quá trình trao đổi chất trong các hệ thống sinh học, phức hợp hydroxyl hóa chiếm một trong những vị trí trung tâm trong cơ chế hoạt động của enzyme và giải độc cơ thể. Do sự tương tác đa điểm của enzyme với cơ chất, sự định hướng xảy ra, đảm bảo sự hội tụ của các nhóm hoạt động ở trung tâm hoạt động và chuyển phản ứng sang chế độ nội phân tử, trước khi phản ứng bắt đầu và trạng thái chuyển tiếp được hình thành, đảm bảo chức năng enzym của FCM. Những thay đổi về hình dạng có thể xảy ra trong các phân tử enzyme. Sự phối hợp tạo ra các điều kiện bổ sung cho tương tác oxi hóa khử giữa ion trung tâm và phối tử, do liên kết trực tiếp được thiết lập giữa chất oxi hóa và chất khử, đảm bảo sự chuyển electron. Các phức kim loại chuyển tiếp FCM có thể được đặc trưng bởi các chuyển đổi điện tử loại L-M, M-L, M-L-M, trong đó các quỹ đạo của cả kim loại (M) và phối tử (L) tham gia, được liên kết tương ứng trong phức hợp bằng liên kết cho-nhận. Các phức hợp có thể đóng vai trò là cầu nối dọc theo đó các electron của các phức chất đa nhân dao động giữa các nguyên tử trung tâm của một hoặc các nguyên tố khác nhau ở các trạng thái oxy hóa khác nhau. (phức hợp vận chuyển electron và proton). Các phức hợp xác định tính chất khử của các phức hợp kim loại, cho phép chúng thể hiện tính chất chống oxy hóa cao, tính chất thích nghi, chức năng cân bằng nội môi.

Vì vậy, các phức chất chuyển đổi các nguyên tố vi lượng thành dạng có hoạt tính sinh học, dễ tiếp cận đối với cơ thể. Chúng hình thành ổn định

các hạt bão hòa phối hợp hơn, không có khả năng phá hủy các phức hợp sinh học và do đó, các dạng có độc tính thấp. Complexonate hành động thuận lợi vi phạm cân bằng nội môi vi lượng của cơ thể. Các ion của các nguyên tố chuyển tiếp ở dạng phức hợp hoạt động trong cơ thể như một yếu tố quyết định độ nhạy cao của tế bào đối với các nguyên tố vi lượng thông qua việc chúng tham gia tạo ra gradient nồng độ cao, điện thế màng. Phức hợp kim loại chuyển tiếp FKM có đặc tính điều hòa sinh học.

Sự hiện diện của các trung tâm axit và bazơ trong thành phần của FCM cung cấp các đặc tính lưỡng tính và sự tham gia của chúng trong việc duy trì cân bằng axit-bazơ (trạng thái isohydric).

Với sự gia tăng số lượng nhóm phononic trong thành phần của phức hợp, thành phần và điều kiện hình thành các phức chất hòa tan và hòa tan kém thay đổi. Sự gia tăng số lượng các nhóm phosphonic tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành các phức chất ít hòa tan trong phạm vi pH rộng hơn và chuyển khu vực tồn tại của chúng sang khu vực có tính axit. Sự phân hủy của các phức chất xảy ra ở độ pH lớn hơn 9.

Nghiên cứu về các quá trình hình thành phức hợp với các phức chất giúp phát triển các phương pháp tổng hợp các chất điều hòa sinh học:

Các chất kích thích tăng trưởng có tác dụng kéo dài ở dạng keo hóa học là các hợp chất đa nhân và dị phức của titan và sắt;

Chất kích thích tăng trưởng ở dạng hòa tan trong nước. Đây là các phức hợp titan phối tử hỗn hợp dựa trên phức hợp và phối tử vô cơ;

Chất ức chế tăng trưởng - phức hợp chứa phốt pho của các nguyên tố s.

Tác dụng sinh học của các chế phẩm tổng hợp đối với sự tăng trưởng và phát triển đã được nghiên cứu trong một thí nghiệm lâu dài trên thực vật, động vật và con người.

điều hòa sinh học- đây là một hướng khoa học mới cho phép bạn điều chỉnh hướng và cường độ của các quá trình sinh hóa, có thể được sử dụng rộng rãi trong y học, chăn nuôi và trồng trọt. Nó gắn liền với sự phát triển của các phương pháp phục hồi chức năng sinh lý của cơ thể nhằm ngăn ngừa và điều trị các bệnh và bệnh lý liên quan đến tuổi tác. Complexones và các hợp chất phức tạp dựa trên chúng có thể được phân loại là các hợp chất có hoạt tính sinh học đầy hứa hẹn. Nghiên cứu về hành động sinh học của chúng trong một thí nghiệm lâu dài cho thấy hóa học đã lọt vào tay các bác sĩ,

các nhà chăn nuôi, nhà nông học và nhà sinh học, một công cụ mới đầy hứa hẹn cho phép bạn tác động tích cực đến tế bào sống, điều chỉnh các điều kiện dinh dưỡng, sự tăng trưởng và phát triển của các sinh vật sống.

Một nghiên cứu về độc tính của các phức chất và phức chất được sử dụng cho thấy hoàn toàn không có tác dụng của thuốc đối với các cơ quan tạo máu, huyết áp, tính dễ bị kích thích, nhịp thở: không ghi nhận sự thay đổi chức năng gan, không có tác dụng độc tính đối với hình thái của các mô và nội tạng được phát hiện. Muối kali của HEDP không có độc tính với liều cao gấp 5-10 lần liều điều trị (10-20 mg/kg) trong nghiên cứu trong 181 ngày. Do đó, phức hợp được phân loại là hợp chất có độc tính thấp. Chúng được dùng làm thuốc chống các bệnh do virus, nhiễm độc kim loại nặng và các nguyên tố phóng xạ, rối loạn chuyển hóa canxi, các bệnh nội địa và mất cân bằng vi lượng trong cơ thể. Các phức hợp và phức hợp chứa phốt pho không trải qua quá trình quang phân.

Ô nhiễm môi trường ngày càng tăng với kim loại nặng - sản phẩm của hoạt động kinh tế của con người là một yếu tố môi trường vĩnh viễn. Chúng có thể tích tụ trong cơ thể. Thừa và thiếu chúng đều khiến cơ thể bị nhiễm độc.

Phức hợp kim loại duy trì tác dụng thải sắt đối với phối tử (phức hợp) trong cơ thể và không thể thiếu để duy trì cân bằng nội môi phối tử kim loại. Các kim loại nặng kết hợp được trung hòa ở một mức độ nhất định trong cơ thể và khả năng tái hấp thu thấp ngăn cản sự vận chuyển kim loại dọc theo chuỗi dinh dưỡng, do đó, điều này dẫn đến một số tác động độc hại của chúng, điều này đặc biệt quan trọng đối với người Ural. khu vực. Ví dụ, ion chì tự do thuộc về chất độc thiol và phức hợp mạnh của chì với axit ethylenediaminetetraacetic có độc tính thấp. Do đó, giải độc thực vật và động vật bao gồm việc sử dụng các phức hợp kim loại. Nó dựa trên hai nguyên tắc nhiệt động lực học: khả năng hình thành liên kết mạnh với các hạt độc hại, biến chúng thành các hợp chất kém hòa tan hoặc ổn định trong dung dịch nước; chúng không có khả năng phá hủy các phức hợp sinh học nội sinh. Về vấn đề này, chúng tôi xem xét một hướng quan trọng trong cuộc chiến chống nhiễm độc sinh thái và thu được các sản phẩm thân thiện với môi trường - đây là liệu pháp phức hợp của thực vật và động vật.

Một nghiên cứu đã được thực hiện về hiệu quả của việc xử lý thực vật bằng phức hợp của các kim loại khác nhau trong công nghệ thâm canh.

khoai tây về thành phần vi lượng của củ khoai tây. Các mẫu củ chứa 105-116 mg/kg sắt, 16-20 mg/kg mangan, 13-18 mg/kg đồng và 11-15 mg/kg kẽm. Tỷ lệ và hàm lượng các nguyên tố vi lượng đặc trưng cho mô thực vật. Củ được trồng có và không sử dụng phức hợp kim loại có thành phần nguyên tố gần như giống nhau. Việc sử dụng chelate không tạo điều kiện cho sự tích tụ kim loại nặng trong củ. Complexonate, ở mức độ thấp hơn so với các ion kim loại, được đất hấp thụ, chống lại các tác động vi sinh của nó, cho phép chúng được giữ lại trong dung dịch đất trong một thời gian dài. Hậu quả là 3-4 năm. Chúng kết hợp tốt với các loại thuốc trừ sâu khác nhau. Kim loại trong phức chất có độc tính thấp hơn. Phức hợp kim loại có chứa phốt pho không gây kích ứng màng nhầy của mắt và không làm hỏng da. Các đặc tính nhạy cảm chưa được xác định, các đặc tính tích lũy của các phức hợp titan không được phát âm và trong một số trường hợp chúng được thể hiện rất yếu. Hệ số tích lũy là 0,9-3,0, cho thấy nguy cơ ngộ độc thuốc mãn tính tiềm ẩn thấp.

Các phức hợp chứa phốt pho dựa trên liên kết phốt pho-cacbon (C-P), liên kết này cũng được tìm thấy trong các hệ thống sinh học. Nó là một phần của phosphonolipids, phosphonoglycans và phosphoprotein của màng tế bào. Lipid có chứa các hợp chất aminophosphonic có khả năng chống lại quá trình thủy phân enzyme, mang lại sự ổn định và do đó, hoạt động bình thường của màng tế bào bên ngoài. Các chất tương tự tổng hợp của pyrophosphate - diphosphonat (Р-С-Р) hoặc (Р-С-С-Р) với liều lượng lớn làm gián đoạn quá trình chuyển hóa canxi và với liều lượng nhỏ sẽ bình thường hóa quá trình này. Diphosphonat có hiệu quả trong chứng tăng mỡ máu và có triển vọng từ quan điểm dược lý học.

Diphosphonat chứa liên kết P-C-P là các yếu tố cấu trúc của hệ thống sinh học. Chúng có hiệu quả về mặt sinh học và là chất tương tự của pyrophosphate. Diphosphonat đã được chứng minh là có hiệu quả trong điều trị các bệnh khác nhau. Diphosphonat là chất ức chế tích cực quá trình khoáng hóa và tái hấp thu xương. Các phức hợp chuyển đổi các nguyên tố vi lượng thành dạng có hoạt tính sinh học, dễ tiếp cận đối với cơ thể, tạo thành các hạt ổn định, bão hòa phối hợp hơn, không thể phá hủy các phức hợp sinh học, và do đó, các dạng có độc tính thấp. Chúng xác định độ nhạy cao của tế bào đối với các nguyên tố vi lượng, tham gia vào quá trình hình thành gradient nồng độ cao. Có khả năng tham gia cấu tạo hợp chất titan đa nhân

thuộc loại khác - phức hợp vận chuyển electron và proton, tham gia vào quá trình điều hòa sinh học của các quá trình trao đổi chất, sức đề kháng của cơ thể, khả năng hình thành liên kết với các hạt độc hại, biến chúng thành phức hợp nội sinh kém hòa tan hoặc hòa tan, ổn định, không phá hủy. Do đó, việc sử dụng chúng để giải độc, loại bỏ khỏi cơ thể, thu được các sản phẩm thân thiện với môi trường (liệu pháp phức hợp), cũng như trong công nghiệp để tái tạo và xử lý chất thải công nghiệp của axit vô cơ và muối kim loại chuyển tiếp là rất hứa hẹn.

7.10. TRAO ĐỔI LIGAND VÀ TRAO ĐỔI KIM LOẠI

THĂNG BẰNG. CHELATHERAPY

Nếu có một số phối tử với một ion kim loại hoặc một số ion kim loại với một phối tử có khả năng tạo thành các hợp chất phức tạp trong hệ thống, thì các quá trình cạnh tranh được quan sát thấy: trong trường hợp đầu tiên, cân bằng trao đổi phối tử là sự cạnh tranh giữa các phối tử đối với một ion kim loại, trong trường hợp thứ hai, cân bằng trao đổi kim loại là sự cạnh tranh giữa các ion kim loại để giành phối tử. Quá trình hình thành phức bền nhất sẽ chiếm ưu thế. Ví dụ, trong dung dịch có các ion: magie, kẽm, sắt (III), đồng, crom (II), sắt (II) và mangan (II). Khi một lượng nhỏ axit ethylenediaminetetraacetic (EDTA) được đưa vào dung dịch này, sẽ xảy ra sự cạnh tranh giữa các ion kim loại và liên kết với phức hợp sắt (III), vì nó tạo thành phức hợp ổn định nhất với EDTA.

Sự tương tác của các kim loại sinh học (Mb) và các phối tử sinh học (Lb), sự hình thành và phá hủy các phức hợp sinh học quan trọng (MbLb) liên tục diễn ra trong cơ thể:

Trong cơ thể con người, động vật và thực vật, có nhiều cơ chế khác nhau để bảo vệ và duy trì sự cân bằng này khỏi các xenobamel (chất lạ) khác nhau, bao gồm cả các ion kim loại nặng. Các ion của kim loại nặng không liên kết thành một phức chất và phức hợp hydroxo của chúng là các hạt độc hại (Mt). Trong những trường hợp này, cùng với trạng thái cân bằng phối tử kim loại tự nhiên, một trạng thái cân bằng mới có thể phát sinh, với sự hình thành các phức chất lạ ổn định hơn có chứa kim loại độc hại (MtLb) hoặc phối tử độc tố (MbLt), không đáp ứng

chức năng sinh học thiết yếu. Khi các hạt độc hại ngoại sinh xâm nhập vào cơ thể, các trạng thái cân bằng kết hợp phát sinh và do đó, xảy ra sự cạnh tranh của các quá trình. Quá trình chiếm ưu thế sẽ là quá trình dẫn đến sự hình thành hợp chất phức bền nhất:

Vi phạm cân bằng nội môi phối tử kim loại gây rối loạn chuyển hóa, ức chế hoạt động của các enzym, phá hủy các chất chuyển hóa quan trọng như ATP, màng tế bào, rối loạn chênh lệch nồng độ ion trong tế bào. Do đó, các hệ thống bảo vệ nhân tạo đang được tạo ra. Liệu pháp thải sắt (liệu pháp phức hợp) chiếm vị trí xứng đáng trong phương pháp này.

Liệu pháp thải sắt là loại bỏ các hạt độc hại ra khỏi cơ thể, dựa trên quá trình thải sắt của chúng với phức hợp nguyên tố s. Thuốc được sử dụng để loại bỏ các phần tử độc hại tích hợp trong cơ thể được gọi là chất giải độc.(Lg). Chelation của các loài độc hại với phức hợp kim loại (Lg) chuyển đổi các ion kim loại độc hại (Mt) thành các dạng liên kết không độc hại (MtLg) phù hợp để phân lập và xâm nhập qua màng, vận chuyển và bài tiết ra khỏi cơ thể. Chúng giữ lại hiệu ứng thải sắt trong cơ thể đối với cả phối tử (complexon) và ion kim loại. Điều này đảm bảo cân bằng nội môi phối tử kim loại của cơ thể. Do đó, việc sử dụng các phức chất trong y học, chăn nuôi và sản xuất cây trồng giúp giải độc cơ thể.

Các nguyên tắc nhiệt động học cơ bản của liệu pháp thải sắt có thể được xây dựng ở hai vị trí.

I. Chất giải độc (Lg) phải liên kết hiệu quả với các ion chất độc (Mt, Lt), hợp chất mới tạo thành (MtLg) phải mạnh hơn hợp chất đã tồn tại trong cơ thể:

II. Chất giải độc không được phá hủy các hợp chất phức tạp quan trọng (MbLb); các hợp chất có thể được hình thành trong quá trình tương tác của chất khử độc và các ion kim loại sinh học (MbLg) sẽ kém mạnh hơn các hợp chất tồn tại trong cơ thể:

7.11. ỨNG DỤNG CỦA HỢP CHẤT VÀ HỢP CHẤT TRONG Y HỌC

Các phân tử phức hợp thực tế không trải qua quá trình phân tách hoặc bất kỳ thay đổi nào trong môi trường sinh học, đây là đặc điểm dược lý quan trọng của chúng. Các phức hợp không hòa tan trong lipid và hòa tan nhiều trong nước, vì vậy chúng không thấm hoặc thấm kém qua màng tế bào, do đó: 1) không được đào thải qua ruột; 2) sự hấp thu của các tác nhân tạo phức chỉ xảy ra khi chúng được tiêm (chỉ penicillamine được dùng bằng đường uống); 3) trong cơ thể, phức hợp lưu thông chủ yếu trong không gian ngoại bào; 4) bài tiết ra khỏi cơ thể được thực hiện chủ yếu qua thận. Quá trình này diễn ra nhanh chóng.

Các chất loại bỏ tác dụng của chất độc đối với cấu trúc sinh học và làm bất hoạt chất độc thông qua các phản ứng hóa học được gọi là thuốc giải độc.

Một trong những thuốc giải độc đầu tiên được sử dụng trong liệu pháp thải sắt là Anti-Lewisite của Anh (BAL). Unithiol hiện đang được sử dụng:

Thuốc này loại bỏ asen, thủy ngân, crom và bismuth ra khỏi cơ thể một cách hiệu quả. Chất được sử dụng rộng rãi nhất để ngộ độc kẽm, cadmium, chì và thủy ngân là các phức chất và phức hợp. Việc sử dụng chúng dựa trên sự hình thành các phức chất mạnh hơn với các ion kim loại so với các phức chất của cùng một ion với các nhóm protein, axit amin và carbohydrate có chứa lưu huỳnh. Các chế phẩm EDTA được sử dụng để loại bỏ chì. Việc đưa một lượng lớn thuốc vào cơ thể là rất nguy hiểm, vì chúng liên kết với các ion canxi, dẫn đến vi phạm nhiều chức năng. Vì vậy, áp dụng tetacin(CaNa 2 EDTA), được sử dụng để loại bỏ chì, cadmium, thủy ngân, yttri, xeri và các kim loại đất hiếm khác và coban.

Kể từ lần sử dụng điều trị đầu tiên của tetacin vào năm 1952, loại thuốc này đã được sử dụng rộng rãi trong các phòng khám bệnh nghề nghiệp và tiếp tục là một loại thuốc giải độc không thể thiếu. Cơ chế hoạt động của tetacin rất thú vị. Chất độc ion thay thế ion canxi phối hợp từ tetacin do sự hình thành liên kết mạnh hơn với oxy và EDTA. Đến lượt mình, ion canxi thay thế hai ion natri còn lại:

Tetacin được đưa vào cơ thể dưới dạng dung dịch 5-10%, cơ sở là nước muối. Vì vậy, đã 1,5 giờ sau khi tiêm trong màng bụng, 15% liều tetacin đã dùng vẫn còn trong cơ thể, sau 6 giờ - 3% và sau 2 ngày - chỉ 0,5%. Thuốc hoạt động hiệu quả và nhanh chóng khi sử dụng phương pháp hít khí quản tetacin. Nó được hấp thu nhanh chóng và lưu thông trong máu trong một thời gian dài. Ngoài ra, tetacin được sử dụng để bảo vệ chống hoại thư khí. Nó ức chế hoạt động của các ion kẽm và coban, là chất kích hoạt enzyme lecithinase, một chất độc hoại thư khí.

Tetacin liên kết các chất độc thành phức hợp chelate ít độc và bền hơn, không bị phá hủy và dễ dàng bài tiết ra khỏi cơ thể qua thận, giúp giải độc và cân bằng dinh dưỡng khoáng. Đóng trong cấu trúc và thành phần để trước

paratam EDTA là muối natri-canxi của axit diethylenetriamine-pentaacetic (CaNa 3 DTPA) - ngũ cốc và muối natri của axit d(Na 6 DTPF) - trimefaxin. Pentacin được sử dụng chủ yếu để đầu độc các hợp chất sắt, cadmium và chì, cũng như để loại bỏ các hạt nhân phóng xạ (technetium, plutonium, uranium).

Muối natri của axit ethy(СаNa 2 EDTP) phosphininđược sử dụng thành công để loại bỏ thủy ngân, chì, berili, mangan, actinide và các kim loại khác khỏi cơ thể. Complexonate rất hiệu quả trong việc loại bỏ một số anion độc hại. Ví dụ, coban (II) ethylenediaminetetraacetate, tạo thành phức hợp phối tử hỗn hợp với CN - , có thể được khuyên dùng làm thuốc giải độc cho ngộ độc xyanua. Một nguyên tắc tương tự làm cơ sở cho các phương pháp loại bỏ các chất hữu cơ độc hại, bao gồm thuốc trừ sâu có chứa các nhóm chức năng với các nguyên tử cho có khả năng tương tác với phức kim loại.

Một loại thuốc hiệu quả là chết tiệt hơn(axit dimercaptosuccinic, axit dimercaptosuccinic, chemet). Nó liên kết mạnh với hầu hết tất cả các chất độc (Hg, As, Pb, Cd), nhưng loại bỏ các ion của các nguyên tố sinh học (Cu, Fe, Zn, Co) ra khỏi cơ thể nên hầu như không được sử dụng.

Các phức hợp chứa phốt pho là chất ức chế mạnh mẽ sự hình thành tinh thể của phốt phát và canxi oxalat. Ksidifon, một loại muối kali-natri của OEDP, được đề xuất như một loại thuốc chống vôi hóa trong điều trị sỏi tiết niệu. Ngoài ra, các diphosphonat, với liều lượng tối thiểu, làm tăng sự kết hợp của canxi vào mô xương và ngăn chặn sự thoát ra khỏi xương một cách bệnh lý. HEDP và các diphosphonat khác ngăn ngừa nhiều loại loãng xương, bao gồm loạn dưỡng xương do thận, nha chu

bất kỳ sự phá hủy nào, cũng như sự phá hủy xương cấy ghép ở động vật. Tác dụng chống xơ vữa động mạch của HEDP cũng đã được mô tả.

Tại Hoa Kỳ, một số diphosphonat, đặc biệt là HEDP, đã được đề xuất làm dược phẩm để điều trị cho người và động vật bị ung thư xương di căn. Bằng cách điều chỉnh tính thấm của màng, bisphosphonat thúc đẩy quá trình vận chuyển thuốc chống ung thư vào tế bào và do đó điều trị hiệu quả các bệnh ung thư khác nhau.

Một trong những vấn đề cấp bách của y học hiện đại là nhiệm vụ chẩn đoán nhanh các bệnh khác nhau. Ở khía cạnh này, mối quan tâm chắc chắn là một loại chế phẩm mới chứa các cation có khả năng thực hiện các chức năng của đầu dò - nhãn huỳnh quang và từ hóa phóng xạ. Đồng vị phóng xạ của một số kim loại được sử dụng làm thành phần chính của dược phẩm phóng xạ. Chelate hóa các cation của các đồng vị này với các phức chất giúp tăng khả năng chấp nhận độc tính của chúng đối với cơ thể, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển chúng và đảm bảo, trong một số giới hạn nhất định, tính chọn lọc của nồng độ trong các cơ quan khác nhau.

Những ví dụ này không có nghĩa là làm cạn kiệt toàn bộ các hình thức ứng dụng phức hợp trong y học. Do đó, muối dikali của magie ethylenediaminetetraacetate được sử dụng để điều chỉnh hàm lượng chất lỏng trong các mô trong bệnh lý. EDTA được sử dụng trong thành phần của huyền phù chống đông máu được sử dụng để tách huyết tương, như một chất ổn định của adenosine triphosphate trong việc xác định lượng đường trong máu, trong việc làm rõ và bảo quản kính áp tròng. Diphosphonat được sử dụng rộng rãi trong điều trị các bệnh thấp khớp. Chúng đặc biệt hiệu quả như các chất chống viêm khớp kết hợp với các chất chống viêm.

7.12. PHỨC HỢP VỚI HỢP CHẤT VĨ MÔ

Trong số các hợp chất phức tạp tự nhiên, một vị trí đặc biệt bị chiếm giữ bởi các macrocomplex dựa trên các polypeptide tuần hoàn chứa các khoang bên trong có kích thước nhất định, trong đó có một số nhóm chứa oxy có khả năng liên kết cation của các kim loại đó, bao gồm natri và kali, có kích thước tương ứng với kích thước của khoang. Những chất như vậy, ở dạng sinh học

Cơm. 7.2. Phức hợp của valinomycin với ion K+

vật liệu ical, cung cấp sự vận chuyển các ion qua màng và do đó được gọi là ionophore. Ví dụ, valinomycin vận chuyển ion kali qua màng (Hình 7.2).

Với sự giúp đỡ của một polypeptide khác - gramicidin A các cation natri được vận chuyển nhờ cơ chế chuyển tiếp. Polypeptide này được gấp lại thành một "ống", bề mặt bên trong được lót bằng các nhóm chứa oxy. Kết quả là

một kênh ưa nước đủ dài với tiết diện nhất định tương ứng với kích thước của ion natri. Ion natri, đi vào kênh ưa nước từ một phía, được chuyển từ nhóm này sang nhóm oxy khác, giống như một cuộc chạy tiếp sức qua kênh dẫn ion.

Do đó, một phân tử polypeptide tuần hoàn có một khoang nội phân tử, trong đó một chất nền có kích thước và hình học nhất định có thể đi vào theo nguyên tắc của chìa khóa và ổ khóa. Khoang của các thụ thể bên trong như vậy được lót bằng các trung tâm hoạt động (endoreceptors). Tùy thuộc vào bản chất của ion kim loại, có thể xảy ra tương tác phi cộng hóa trị (tĩnh điện, liên kết hydro, lực van der Waals) với kim loại kiềm và tương tác cộng hóa trị với kim loại kiềm thổ. Như là kết quả của việc này, siêu phân tử- liên kết phức tạp bao gồm hai hoặc nhiều hạt được giữ với nhau bằng lực liên phân tử.

Phổ biến nhất trong tự nhiên sống là macrocycles tetradentate - porphin và corrinoids gần với chúng trong cấu trúc. Về mặt sơ đồ, chu trình tứ giác có thể được biểu diễn dưới dạng sau (Hình 7.3), trong đó các cung có nghĩa là cùng một loại chuỗi carbon kết nối các nguyên tử nitơ của chất cho trong một chu trình khép kín; R 1 , R 2 , R 3 , P 4 là các gốc hiđrocacbon; M n+ - ion kim loại: trong diệp lục ion Mg 2+, trong huyết sắc tố Fe 2+ ion, trong hemocyanin Cu 2+ ion, trong vitamin B 12 (cobalamin) ion Co 3+.

Các nguyên tử nitơ của nhà tài trợ nằm ở các góc của hình vuông (được biểu thị bằng đường chấm chấm). Chúng được phối hợp chặt chẽ trong không gian. đó là lý do tại sao

porphyrin và corrinoid tạo phức mạnh với cation của các nguyên tố khác nhau và thậm chí cả kim loại kiềm thổ. Điều quan trọng là Bất kể mật độ của phối tử, liên kết hóa học và cấu trúc của phức chất được xác định bởi các nguyên tử tài trợ. Ví dụ, phức đồng với NH 3 , ethylenediamine và porphyrin có cùng cấu trúc hình vuông và cấu hình điện tử tương tự nhau. Nhưng các phối tử nhiều răng liên kết với các ion kim loại mạnh hơn nhiều so với các phối tử một răng.

Cơm. 7.3. macrocycle tứ giác

với cùng các nguyên tử cho. Độ bền của các phức chất ethylenediamine lớn hơn 8-10 bậc so với độ bền của các kim loại tương tự với amoniac.

Các phức hợp vô cơ sinh học của các ion kim loại với protein được gọi là cụm sinh học - phức của ion kim loại với hợp chất vòng lớn (Hình 7.4).

Cơm. 7.4. Sơ đồ biểu diễn cấu trúc của các cụm sinh học có kích thước nhất định của phức hợp protein với các ion của nguyên tố d. Các kiểu tương tác của một phân tử prôtêin. M n+ - ion kim loại trung tâm hoạt động

Có một lỗ hổng bên trong cụm sinh học. Nó bao gồm một kim loại tương tác với các nguyên tử tài trợ của các nhóm liên kết: OH - , SH - , COO - , -NH 2 , protein, axit amin. Kim loại nổi tiếng nhất-

ment (carbonic anhydrase, xanthine oxidase, cytochrom) là các cụm sinh học có lỗ hổng hình thành các trung tâm enzyme chứa Zn, Mo, Fe tương ứng.

7.13. TỔ HỢP ĐA NHÂN

Phức hợp dị thể và dị nhân

Các phức chất bao gồm một số nguyên tử trung tâm của một hoặc các nguyên tố khác nhau được gọi là đa nhân. Khả năng tạo phức đa nhân được quyết định bởi khả năng liên kết của một số phối tử với hai hoặc ba ion kim loại. Những phối tử như vậy được gọi là cầu. Tương ứng cầuđược gọi là phức chất. Về nguyên tắc, cầu một nguyên tử cũng có thể, ví dụ:

Họ sử dụng các cặp electron đơn độc thuộc cùng một nguyên tử. Vai trò của cây cầu có thể được chơi phối tử đa nguyên tử. Trong những cây cầu như vậy, các cặp electron không chia sẻ thuộc các nguyên tử khác nhau được sử dụng. phối tử đa nguyên tử.

A.A. Grinberg và F.M. Filinov đã nghiên cứu các hợp chất cầu nối có thành phần , trong đó phối tử liên kết các hợp chất phức tạp của cùng một kim loại, nhưng ở các trạng thái oxy hóa khác nhau. G. Taube đặt tên cho chúng phức hợp chuyển điện tử.Ông đã nghiên cứu các phản ứng chuyển electron giữa các nguyên tử trung tâm của các kim loại khác nhau. Các nghiên cứu có hệ thống về động học và cơ chế của các phản ứng oxi hóa khử đã dẫn đến kết luận rằng sự chuyển một electron giữa hai phức chất là

tiền thu được thông qua cầu phối tử kết quả. Sự trao đổi electron giữa 2+ và 2+ xảy ra thông qua sự hình thành phức hợp cầu nối trung gian (Hình 7.5). Sự truyền điện tử xảy ra thông qua phối tử cầu nối clorua, kết thúc bằng sự hình thành phức chất 2+; 2+.

Cơm. 7.5. Chuyển điện tử trong phức hợp đa nhân trung gian

Một loạt các phức hợp đa nhân đã thu được thông qua việc sử dụng các phối tử hữu cơ có chứa một số nhóm tài trợ. Điều kiện để hình thành chúng là sự sắp xếp của các nhóm tài trợ trong phối tử không cho phép đóng các chu trình chelate. Không có gì lạ khi một phối tử đóng chu trình chelate và đồng thời hoạt động như một cây cầu.

Nguyên tắc hoạt động của chuyển điện tử là các kim loại chuyển tiếp thể hiện một số trạng thái oxy hóa ổn định. Điều này mang lại cho các ion titan, sắt và đồng các đặc tính mang điện tử lý tưởng. Tập hợp các tùy chọn để hình thành các phức hợp dị thể (HVA) và dị thể (HNC) dựa trên Ti và Fe được hiển thị trong Hình. 7.6.

sự phản ứng lại

Phản ứng (1) gọi là phản ứng chéo. Trong các phản ứng trao đổi, chất trung gian sẽ là các phức chất dị hóa trị. Tất cả các phức hợp có thể có về mặt lý thuyết thực sự được hình thành trong dung dịch trong những điều kiện nhất định, điều này đã được chứng minh bằng nhiều nghiên cứu hóa lý khác nhau.

Cơm. 7.6. Sự hình thành phức chất dị hóa trị và phức chất dị nhân chứa Ti và Fe

các phương pháp. Để chuyển điện tử xảy ra, các chất phản ứng phải ở trạng thái gần năng lượng. Yêu cầu này được gọi là nguyên tắc Franck-Condon. Sự chuyển điện tử có thể xảy ra giữa các nguyên tử của cùng một nguyên tố chuyển tiếp, có mức độ oxy hóa HWC khác nhau hoặc các nguyên tố HJC khác nhau, bản chất của các tâm kim loại là khác nhau. Các hợp chất này có thể được định nghĩa là phức hợp vận chuyển điện tử. Chúng là những chất mang điện tử và proton thuận tiện trong các hệ thống sinh học. Sự thêm và nhường electron chỉ làm thay đổi cấu hình electron của kim loại mà không làm thay đổi cấu trúc thành phần hữu cơ của phức chất. Tất cả các nguyên tố này đều có một số trạng thái ôxi hóa ổn định (Ti +3 và +4; Fe +2 và +3; Cu +1 và +2). Theo chúng tôi, các hệ thống này được thiên nhiên trao cho một vai trò duy nhất là đảm bảo khả năng đảo ngược của các quá trình sinh hóa với chi phí năng lượng tối thiểu. Phản ứng thuận nghịch bao gồm các phản ứng có hằng số nhiệt động và nhiệt hóa học từ 10 -3 đến 10 3 và có giá trị nhỏ ΔG o và Ơ quy trình. Trong những điều kiện này, các chất ban đầu và các sản phẩm phản ứng có thể ở nồng độ tương đương. Khi thay đổi chúng trong một khoảng nhất định thì dễ đạt được tính thuận nghịch của quá trình, do đó trong các hệ sinh học, nhiều quá trình có bản chất là dao động (sóng). Các hệ thống oxi hóa khử có chứa các cặp trên bao gồm một loạt các tiềm năng, cho phép chúng tham gia vào các tương tác kèm theo những thay đổi vừa phải trong Δ Đi và E°, với nhiều chất nền.

Xác suất hình thành HVA và HJA tăng đáng kể khi dung dịch chứa các phối tử có khả năng bắc cầu, nghĩa là các phân tử hoặc ion (axit amin, axit hydroxy, phức hợp, v.v.) có khả năng liên kết đồng thời hai tâm kim loại. Khả năng định vị của một electron trong HWC góp phần làm giảm tổng năng lượng của phức hợp.

Thực tế hơn, tập hợp các phương án khả thi cho sự hình thành HWC và HJA, trong đó bản chất của các tâm kim loại là khác nhau, được thấy trong Hình. 7.6. Một mô tả chi tiết về sự hình thành HVA và HNA và vai trò của chúng trong các hệ thống sinh hóa được xem xét trong các tác phẩm của A.N. Glebova (1997). Các cặp oxi hóa khử phải điều chỉnh cấu trúc cho nhau, sau đó việc chuyển đổi có thể thực hiện được. Bằng cách chọn các thành phần của dung dịch, người ta có thể "kéo dài" khoảng cách mà một electron được chuyển từ chất khử sang chất oxy hóa. Với sự chuyển động phối hợp của các hạt, một electron có thể được truyền đi trên một khoảng cách dài theo cơ chế sóng. Như một "hành lang" có thể là một chuỗi protein ngậm nước, v.v. Xác suất chuyển điện tử đến khoảng cách lên tới 100A là cao. Chiều dài của "hành lang" có thể được tăng lên bằng các chất phụ gia (ion kim loại kiềm, chất điện phân hỗ trợ). Điều này mở ra cơ hội lớn trong lĩnh vực kiểm soát thành phần và tính chất của HWC và HJA. Trong các giải pháp, chúng đóng vai trò của một loại "hộp đen" chứa đầy các electron và proton. Tùy trường hợp, anh ta có thể đưa chúng cho các thành phần khác hoặc bổ sung cho "dự trữ" của mình. Tính thuận nghịch của các phản ứng liên quan đến chúng khiến nó có thể tham gia nhiều lần vào các quá trình tuần hoàn. Các êlectron chuyển động từ tâm kim loại này sang tâm kim loại khác, dao động giữa chúng. Phân tử phức tạp vẫn không đối xứng và có thể tham gia vào quá trình oxi hóa khử. HWC và HJAC đang tích cực tham gia vào các quá trình dao động trong môi trường sinh học. Loại phản ứng này được gọi là phản ứng dao động. Chúng được tìm thấy trong quá trình xúc tác enzym, tổng hợp protein và các quá trình sinh hóa khác đi kèm với các hiện tượng sinh học. Chúng bao gồm các quá trình chuyển hóa tế bào định kỳ, các đợt hoạt động trong mô tim, trong mô não và các quá trình xảy ra ở cấp độ hệ thống sinh thái. Một giai đoạn quan trọng của quá trình trao đổi chất là sự phân tách hydro từ các chất dinh dưỡng. Trong trường hợp này, các nguyên tử hydro chuyển sang trạng thái ion và các electron tách khỏi chúng đi vào chuỗi hô hấp và giải phóng năng lượng của chúng để hình thành ATP. Như chúng tôi đã thiết lập, phức hợp titan là chất mang tích cực không chỉ của các electron mà còn của các proton. Khả năng của các ion titan hoàn thành vai trò của chúng trong trung tâm hoạt động của các enzyme như catalase, peroxidase và cytochrom được xác định bởi khả năng tạo phức cao, tạo thành dạng ion phối hợp, tạo thành HVA và HJA đa nhân của các thành phần khác nhau và tính chất như là một hàm của pH, nồng độ của nguyên tố chuyển tiếp Ti và thành phần hữu cơ của phức chất, tỷ lệ mol của chúng. Khả năng này được thể hiện ở sự gia tăng tính chọn lọc của phức hợp

liên quan đến cơ chất, sản phẩm của quá trình trao đổi chất, kích hoạt các liên kết trong phức hợp (enzim) và cơ chất thông qua sự phối hợp và thay đổi hình dạng của cơ chất theo yêu cầu không gian của trung tâm hoạt động.

Các biến đổi điện hóa trong cơ thể gắn với sự chuyển electron đi kèm với sự thay đổi mức độ oxi hóa của các tiểu phân và xuất hiện thế oxi hóa khử trong dung dịch. Một vai trò lớn trong các biến đổi này thuộc về phức hợp HVA và HNA đa nhân. Chúng là những chất điều chỉnh tích cực các quá trình gốc tự do, một hệ thống sử dụng các loại oxy phản ứng, hydro peroxide, chất oxy hóa, gốc tự do và tham gia vào quá trình oxy hóa các chất nền, cũng như duy trì cân bằng nội môi chống oxy hóa, bảo vệ cơ thể khỏi quá trình oxy hóa. thư giãn. Hoạt động enzym của chúng trên các hệ thống sinh học tương tự như các enzym (cytochrom, superoxide dismutase, catalase, peroxidase, glutathione reductase, dehydrogenase). Tất cả điều này cho thấy đặc tính chống oxy hóa cao của phức hợp của các nguyên tố chuyển tiếp.

7.14. CÂU HỎI VÀ NHIỆM VỤ TỰ KIỂM TRA CHUẨN BỊ BÀI HỌC VÀ KIỂM TRA

1. Đưa ra khái niệm phức chất. Chúng khác với muối kép như thế nào và chúng có điểm gì chung?

2. Lập công thức của các phức chất theo tên gọi của chúng: amoni dihydroxotetracloroplatinat (IV), triammintrinitrocobalt (III), nêu đặc điểm của chúng; chỉ ra lĩnh vực phối hợp bên trong và bên ngoài; ion trung tâm và mức độ oxy hóa của nó: phối tử, số lượng và số răng của chúng; bản chất của các kết nối. Viết phương trình phân ly trong dung dịch nước và biểu thức tính hằng số bền.

3. Tính chất chung của phức chất, sự phân ly, tính bền của phức chất, tính chất hóa học của phức chất.

4. Khả năng phản ứng của các phức chất được đặc trưng như thế nào từ vị trí nhiệt động học và động học?

5. Hợp chất amino nào bền hơn tetraamino-đồng(II), phức chất nào kém bền hơn?

6. Cho ví dụ về phức chất vòng lớn tạo bởi ion kim loại kiềm; ion nguyên tố d.

7. Dựa trên cơ sở nào các phức chất được phân loại là chelate? Cho ví dụ về phức chất chelate và không chelate.

8. Sử dụng ví dụ về đồng glycinat, hãy đưa ra khái niệm về hợp chất intracomplex. Viết công thức cấu tạo của phức magie với axit etylenđiamintetraaxetic ở dạng natri.

9. Cho một mảnh cấu trúc giản đồ của bất kỳ phức hợp đa nhân nào.

10. Định nghĩa phức chất đa nhân, dị nhân và dị thể. Vai trò của các kim loại chuyển tiếp trong sự hình thành của chúng. Vai trò sinh học của các thành phần này.

11. Trong phức chất phức tạp có những loại liên kết hóa học nào?

12. Liệt kê các kiểu lai hóa chính của obitan nguyên tử có thể xảy ra ở nguyên tử trung tâm trong phức chất. Dạng hình học của phức chất phụ thuộc vào kiểu lai hóa nào?

13. Dựa vào cấu tạo electron của nguyên tử các nguyên tố thuộc khối s-, p- và d, hãy so sánh khả năng tạo phức và vị trí của chúng trong hóa học của phức chất.

14. Định nghĩa phức chất và phức chất. Cho ví dụ về những thứ được sử dụng nhiều nhất trong sinh học và y học. Đưa ra các nguyên tắc nhiệt động lực học dựa trên liệu pháp thải sắt. Việc sử dụng các phức hợp để trung hòa và loại bỏ xenobamel khỏi cơ thể.

15. Hãy xem xét các trường hợp chính vi phạm cân bằng nội môi kim loại trong cơ thể con người.

16. Cho ví dụ về hợp chất biocomplex chứa sắt, coban, kẽm.

17. Ví dụ về các quá trình cạnh tranh liên quan đến huyết sắc tố.

18. Vai trò của ion kim loại trong enzim.

19. Giải thích tại sao đối với coban trong phức với phối tử phức (polydentate) thì trạng thái oxi hóa +3 bền hơn, còn trong muối thường như halogenua, sunfat, nitrat thì trạng thái oxi hóa là +2?

20. Đối với đồng, các trạng thái oxi hóa +1 và +2 là đặc trưng. Đồng có thể xúc tác phản ứng chuyển điện tử?

21. Kẽm có thể xúc tác phản ứng oxi hóa khử không?

22. Cơ chế hoạt động của thủy ngân như một chất độc là gì?

23. Cho biết axit và bazơ trong phản ứng:

AgNO 3 + 2NH 3 \u003d NO 3.

24. Giải thích tại sao muối kali-natri của axit hydroxyetyliden diphosphonic chứ không phải HEDP được sử dụng làm thuốc.

25. Quá trình vận chuyển electron trong cơ thể được thực hiện như thế nào với sự trợ giúp của các ion kim loại, là một phần của các hợp chất biocomplex?

7.15. KIỂM TRA

1. Trạng thái oxi hóa của nguyên tử trung tâm trong ion phức là 2- bằng:

a)-4;

b) +2;

lúc 2;

d) +4.

2. Ion phức bền nhất:

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

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

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

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

3. Dung dịch chứa 0,1 mol hợp chất PtCl 4 4NH 3. Tác dụng với AgNO 3 tạo thành 0,2 mol AgCl kết tủa. Cho chất ban đầu có công thức phối trí:

a)Cl;

b) Cl3 ;

c) Cl2 ;

đ) Cl4 .

4. Hình dạng của các phức chất được hình thành như là kết quả của sp 3 d 2-gi- chăn nuôi?

1) tứ diện;

2) hình vuông;

4) lưỡng cực tam giác;

5) tuyến tính.

5. Chọn công thức của hợp chất pentaamminechlorocobalt(III) sulfat:

a) Na 3 ;

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

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

d) SO4 ;

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

6. Những phối tử là polydentate?

a) C1 - ;

b) H 2 O;

c) etylendiamin;

đ) NH3 ;

đ) SCN - .

7. Các tác nhân tạo phức là:

a) các nguyên tử cho cặp điện tử;

c) các nguyên tử và ion - chất nhận của các cặp điện tử;

d) nguyên tử và ion cho cặp electron.

8. Các nguyên tố có khả năng tạo phức kém nhất là:

như; đĩa CD;

b) P; đ) f

9. Phối tử là:

a) các phân tử cho cặp điện tử;

b) chất nhận ion của cặp electron;

c) phân tử và ion cho cặp điện tử;

d) phân tử- và ion- chất nhận cặp electron.

10. Truyền thông trong lĩnh vực phối hợp nội bộ của khu phức hợp:

a) trao đổi cộng hóa trị;

b) chất cho-nhận cộng hóa trị;

c) ion;

đ) hiđro.

11. Tác nhân tạo phức tốt nhất sẽ là:

Các hợp chất của phức chất được phân loại theo điện tích của phức chất: cation - 2+, anion - 3-, trung tính - 0;

theo thành phần và tính chất hóa học: axit - H, bazơ - OH, muối - SO4;

theo loại phối tử: phức hydroxo - K2, phức nước - Cl3, phức acido (phối tử - anion axit) - K4, phức loại hỗn hợp - K, Cl4.

Tên của các phức chất được xây dựng theo các quy tắc chung của IUPAC: chúng được đọc và viết từ phải sang trái, phối tử - có đuôi - o, anion - có đuôi - at. Một số phối tử có thể có tên đặc biệt. Ví dụ, các phân tử - phối tử H2O và NH3 lần lượt được gọi là aquo- và ammine.

các cation phức tạp. Đầu tiên, các phối tử tích điện âm của quả cầu bên trong có đuôi "o" được gọi là (chloro-, bromo-, nitro-, rhodano-, v.v.). Nếu số của chúng nhiều hơn một, thì các chữ số di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, v.v. được thêm vào trước tên của các phối tử. Sau đó, các phối tử trung tính được đặt tên, với phân tử nước được gọi là "aquo", phân tử amoniac - "ammine". Nếu số lượng phối tử trung tính nhiều hơn một, thì các chữ số di-, tri-, tetra-, v.v. sẽ được thêm vào.

Danh pháp của các hợp chất phức tạp

Khi soạn tên của một hợp chất phức tạp, công thức của nó được đọc từ phải sang trái. Xem xét các ví dụ cụ thể:

phức hợp anion

phức hợp cation

K3 kali hexacyanoferrat(III)

Na natri tetrahydroxoaluminat

Na3 natri hexanitrocobant(III)

SO4 tetraammineđồng(II) sunfat

Cl3 hexaaquacrom(III) clorua

OH diamminebạc(I) hydroxit

Trong tên của các hợp chất phức tạp, số lượng phối tử giống hệt nhau được biểu thị bằng các tiền tố số được viết cùng với tên của các phối tử: 2 - di, 3 - ba, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - octa.

Tên của các phối tử tích điện âm, anion của các axit khác nhau, bao gồm tên đầy đủ (hoặc gốc của tên) của anion và kết thúc bằng nguyên âm -o. Ví dụ:

tôi-iodo-

H-hydrido-

CO32- cacbonat-

Một số anion hoạt động như phối tử có tên đặc biệt:

OH-hiđroxo-

S2-thio-

CN-xyanua-

KHÔNG-nitroso-

NO2-nitro-

Thông thường, các tiền tố đặc biệt không được sử dụng trong tên của các phối tử trung tính, ví dụ: N2H4 - hydrazine, C2H4 - ethylene, C5H5N - pyridin.

Theo truyền thống, các tên đặc biệt đã được để lại cho một số ít phối tử: H2O - aqua-, NH3 - amin, CO - carbonyl, NO - nitrosyl.

Tên của các phối tử tích điện dương kết thúc bằng -y: NO+ - nitrosylium, NO2+ - nitroylium, v.v.

Nếu một nguyên tố là tác nhân tạo phức là một phần của anion phức, thì hậu tố -at được thêm vào gốc tên của nguyên tố (tiếng Nga hoặc tiếng Latinh) và mức độ oxy hóa của nguyên tố tạo phức được chỉ định trong ngoặc. (Các ví dụ được trình bày trong bảng trên). Nếu một nguyên tố là tác nhân tạo phức là một phần của phức hợp Katin hoặc phức hợp trung tính không có hình cầu bên ngoài, thì tên tiếng Nga của nguyên tố có dấu hiệu trạng thái oxy hóa của nó vẫn còn trong tên. Ví dụ: - niken tetracacbonyl(0).

Nhiều phối tử hữu cơ có thành phần phức tạp, do đó, khi tổng hợp công thức của các phức chất có sự tham gia của chúng, để thuận tiện, ký hiệu chữ cái của chúng được sử dụng:

C2O42- oxalato- oxalato

C5H5N pyridin py

(NH2)2CO urê

NH2CH2CH2NH2 ethylenediamine vi

C5H5-xyclopentadienyl- cp

Vấn đề 723.
Gọi tên các muối phức: Cl, (NO 3 ) 2 , CNBr , NO 3 , Cl , K 4 , (NH 4 ) 3 , Na 2 , K 2 , K 2 . K2.
Phán quyết:
C - clotriamminequapalladi (II) clorua;
(NO 3 ) 2 - tetraamin đồng (I) nitrat;
CNB - tetraaminediaquacobalt(II) xyanobromide;
NO 3 - sulphatopentaamminecoban (III) nitrat;
Cl là clotetraamminepalladi (II) clorua;
K 4 - hexacyanoferrat (II) kali;
(NH 4 ) 3 - amoni hexaclorothodinat (II);
Na 2 - natri tetraiodopalladine (II);
K 2 - kali tetranitratodiamminecobaltate (II);
K 2 - kali cloropentahydroxoplatinat (IV);
K 2 - kali tetracyanocupryat (II).

Vấn đề 724.
Viết công thức phối trí của các hợp chất phức tạp sau: a) kali dicyanoargentat; b) kali hexanitrocobant (III); c) hexaammin niken (II) clorua; d) natri hexacyanocromat (III); e) hexaamminecoban (III) bromua; f) tetraammine cacbonat crom (III) sunfat g) diquatetraammine niken (II) nitrat; h) magie trifluorohydroxoberyllat.
Phán quyết:
a) K - kali dixyanoargentat;
b) K 3 - kali hexanitrocobanat (III);
c) Cl - hexaammin niken (II) clorua;
d) Na 3 - natri hexacyanocromat (III);
e) Cl 3 - hexaamminecoban (III) bromua;
e) SO 4 2- - crom(III) sunfat tetraammin cacbonat;
g) (NO 3) 2 - diquatetraammin niken (II) nitrat;
h) Mg magie trifluorohydroxoberyllat.

Vấn đề 725.
Gọi tên các phức chất trung hoà về điện sau: , , , , .
Phán quyết:
, - tetraaquaphotphat crom;
- đồng dirodanodiammine;
- palađi diclodihydroxylamin;
- trinitrotriaminerhodi;
- tetrachlorodiammineplatinum.

Bài toán 726 .
Viết công thức của các phức chất không điện ly được liệt kê: a) tetraammine phosphatochrom; b) diamminedichloroplatinum; c) triammintriclocoban; d) diamminetetrachloroplatinum. Trong mỗi phức chất cho biết mức độ oxi hóa của chất tạo phức.
Phán quyết:
a) - tetraammin phosphatochrom. Điện tích Cr là (x), NH 3 - (0), PO 4 - (-3). Do đó, cho rằng tổng điện tích của các hạt là (o), chúng ta tìm được điện tích của crom: x + 4(0) + (-3) = 0; x = +3. mức độ oxy hóa sắc độ là +3.

b) - diamminedichloroplatinum. Điện tích của Pt là (x), NH 3 - (0), Cl - (-1). Do đó, cho rằng tổng điện tích của các hạt là (0), chúng ta tìm được điện tích của bạch kim: x +4(0) + 2(-1) = 0; x = +2. mức độ oxy hóa bạch kim là +2.

c) - triammintriclocoban. Điện tích của Co là (x), NH 3 - (0), Cl - (-1). Do đó, cho rằng tổng điện tích của các hạt là (o), chúng ta tìm được điện tích của coban: x + 3(0) + 3(-1) = 0; x = +3. mức độ oxy hóa coban là +3.

d) - diamminetetrachloroplatinum. Điện tích của Pt là (x), NH 3 - (0), Cl - (-1). Do đó, cho rằng tổng điện tích của các hạt là (0), chúng ta tìm được điện tích của bạch kim: x +4(0) + 4(-1) = 0; x = +4. mức độ oxy hóa bạch kim là +2.

Vấn đề 727.
Tên hóa học của muối màu vàng và đỏ trong máu là kali hexacyanoferrate (II) và kali hexacyanoferrate (III). Viết công thức của các muối này.
Phán quyết:
K 4 - kali hexacyanoferrate (II) (muối vàng trong máu);
K 3 - kali hexacyanoferrate (III) (muối hồng cầu).

Vấn đề 728.
Tinh thể màu đỏ gạch muối hoa hồng có thành phần được biểu thị bằng công thức Cl 3, muối tím- tinh thể màu đỏ thẫm có thành phần Cl 2 . Cho biết tên hóa học của các muối này.
Phán quyết:
một) sol hoa hồng Cl 3 được gọi là aquapentaamminecoban (III) clorua.
b) purpureosol Cl 2 được gọi là aquapentaamminecoban (II) clorua.

hợp chất phức tạp

tóm tắt bài giảng

Bàn thắng.Để hình thành ý tưởng về thành phần, cấu trúc, tính chất và danh pháp của các hợp chất phức tạp; phát triển các kỹ năng xác định mức độ oxy hóa của một tác nhân tạo phức, lập phương trình phân ly các hợp chất phức tạp.
Các khái niệm mới: phức chất, tác nhân tạo phức, phối tử, số phối trí, hình cầu bên ngoài và bên trong của phức chất.
Thiết bị và thuốc thử.Để sẵn ống nghiệm, dung dịch amoniac đậm đặc, dung dịch đồng(II) sunfat, bạc nitrat, natri hiđroxit.

TRONG LỚP HỌC

kinh nghiệm phòng thí nghiệm. Cho dung dịch amoniac vào dung dịch đồng(II) sunfat. Chất lỏng sẽ chuyển sang màu xanh đậm.

Chuyện gì đã xảy ra thế? Phản ứng hóa học? Cho đến bây giờ, chúng tôi không biết rằng amoniac có thể phản ứng với muối. Chất gì được tạo thành? Công thức, cấu trúc, tên của nó là gì? Nó thuộc nhóm hợp chất nào? Amoniac có thể phản ứng với các muối khác? Có kết nối tương tự như thế này? Chúng ta phải trả lời những câu hỏi này ngày hôm nay.

Để nghiên cứu tốt hơn tính chất của một số hợp chất của sắt, đồng, bạc, nhôm, chúng ta cần có kiến ​​thức về phức chất.

Hãy tiếp tục kinh nghiệm của chúng tôi. Dung dịch thu được được chia thành hai phần. Hãy thêm kiềm vào một phần. Kết tủa của đồng (II) hydroxit Cu(OH) 2 không được quan sát thấy, do đó, không có ion đồng tích điện kép trong dung dịch hoặc có quá ít trong số chúng. Từ đó, chúng ta có thể kết luận rằng các ion đồng tương tác với amoniac được thêm vào và tạo thành một số ion mới không tạo ra hợp chất không hòa tan với các ion OH -.

Đồng thời, các ion không thay đổi. Điều này có thể được nhìn thấy bằng cách thêm dung dịch bari clorua vào dung dịch amoniac. Ngay lập tức sẽ có kết tủa trắng BaSO 4 rơi ra.

Các nghiên cứu đã xác định rằng màu xanh đậm của dung dịch amoniac là do sự hiện diện của các ion 2+ phức tạp trong đó, được hình thành bằng cách gắn bốn phân tử amoniac vào ion đồng. Khi nước bay hơi, các ion 2+ liên kết với các ion và các tinh thể màu xanh đậm nổi bật khỏi dung dịch, thành phần của nó được biểu thị bằng công thức SO 4 H 2 O.

Phức chất là hợp chất có chứa các ion và phân tử phức tạp, có thể tồn tại cả ở dạng tinh thể và dung dịch.

Công thức của các phân tử hoặc ion của các hợp chất phức tạp thường được đặt trong ngoặc vuông. Các hợp chất phức tạp thu được từ các hợp chất thông thường (không phức tạp).

Ví dụ về thu được các hợp chất phức tạp

Cấu trúc của các hợp chất phức tạp được xem xét trên cơ sở lý thuyết phối hợp được đề xuất vào năm 1893 bởi nhà hóa học người Thụy Sĩ Alfred Werner, người đoạt giải Nobel. Hoạt động khoa học của ông diễn ra tại Đại học Zurich. Nhà khoa học đã tổng hợp nhiều hợp chất phức tạp mới, hệ thống hóa các hợp chất phức tạp đã biết trước đây và mới thu được, đồng thời phát triển các phương pháp thực nghiệm để chứng minh cấu trúc của chúng.

A.Werner (1866–1919)

Theo lý thuyết này, các hợp chất phức tạp được phân biệt chất tạo phức, bên ngoài và hình cầu bên trong. Tác nhân tạo phức thường là cation hoặc nguyên tử trung hòa. Quả cầu bên trong được tạo thành từ một số ion hoặc phân tử trung tính nhất định liên kết chặt chẽ với tác nhân tạo phức. Chúng được gọi là phối tử. Số lượng phối tử quyết định số phối hợp(KN) chất tạo phức.

Một ví dụ về một hợp chất phức tạp

Xem xét trong ví dụ, hợp chất SO 4 H 2 O hoặc CuSO 4 5H 2 O là một hydrat kết tinh của đồng (II) sunfat.

Hãy xác định thành phần cấu tạo của các hợp chất phức tạp khác, ví dụ K 4 .
(Thẩm quyền giải quyết. Chất có công thức HCN là axit hydrocyanic. Muối của axit hydrocyanic được gọi là xyanua.)

Tác nhân tạo phức là ion sắt Fe 2+, phối tử là ion xyanua CN - , số phối trí là sáu. Mọi thứ được viết trong ngoặc vuông là hình cầu bên trong. Các ion kali tạo thành hình cầu bên ngoài của hợp chất phức tạp.

Bản chất của liên kết giữa ion trung tâm (nguyên tử) và phối tử có thể gấp đôi. Một mặt, kết nối là do lực hút tĩnh điện. Mặt khác, giữa nguyên tử trung tâm và các phối tử một liên kết có thể được hình thành theo cơ chế cho-nhận bằng cách tương tự với ion amoni. Trong nhiều hợp chất phức tạp, liên kết giữa ion trung tâm (nguyên tử) và các phối tử là do cả lực hút tĩnh điện và liên kết được hình thành do các cặp electron không dùng chung của tác nhân tạo phức và các quỹ đạo tự do của các phối tử.

Phức chất có hình cầu ngoài cùng là chất điện li mạnh, trong dung dịch nước phân li gần như hoàn toàn thành ion phức và ion hình cầu bên ngoài. Ví dụ:

VÌ 4 2+ + .

Trong các phản ứng trao đổi, các ion phức chuyển từ hợp chất này sang hợp chất khác mà không thay đổi thành phần của chúng:

SO 4 + BaCl 2 \u003d Cl 2 + BaSO 4.

Quả cầu bên trong có thể có điện tích dương, âm hoặc bằng không.

Nếu điện tích của các phối tử bù cho điện tích của chất tạo phức thì những phức chất như vậy được gọi là phức chất trung hòa hoặc không điện ly: chúng chỉ bao gồm chất tạo phức và các phối tử của quả cầu bên trong.

Ví dụ, một phức hợp trung tính như vậy là .

Tác nhân tạo phức điển hình nhất là các cation đ-yếu tố.

Phối tử có thể là:

a) phân tử phân cực - NH 3, H 2 O, CO, NO;
b) các ion đơn giản - F - , Cl - , Br - , I - , H - , H + ;
c) ion phức - CN - , SCN - , NO 2 - , OH - .

Hãy xem xét một bảng hiển thị số phối hợp của một số tác nhân tạo phức.

Danh pháp các hợp chất phức tạp. Trong một hợp chất, anion được đặt tên đầu tiên, sau đó là cation. Khi chỉ định thành phần của quả cầu bên trong, trước hết, các anion được gọi, thêm hậu tố vào tên Latinh - xung quanh-, ví dụ: Cl - - chloro, CN - - cyano, OH - - hydroxo, v.v. Sau đây gọi là phối tử trung tính và chủ yếu là amoniac và các dẫn xuất của nó. Trong trường hợp này, các thuật ngữ sau được sử dụng: đối với amoniac phối hợp - amin, cho nước - nước. Số lượng phối tử được chỉ định bằng các từ tiếng Hy Lạp: 1 - mono, 2 - di, 3 - ba, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa. Sau đó, họ chuyển sang tên của nguyên tử trung tâm. Nếu nguyên tử trung tâm là một phần của các cation, thì tên tiếng Nga của nguyên tố tương ứng được sử dụng và trạng thái oxy hóa của nó được chỉ định trong ngoặc (bằng chữ số La Mã). Nếu nguyên tử trung tâm được chứa trong anion, thì sử dụng tên Latinh của phần tử và ở cuối thêm phần kết thúc - tại. Trong trường hợp các chất không điện ly, trạng thái oxy hóa của nguyên tử trung tâm không được đưa ra, bởi vì nó được xác định duy nhất từ ​​điều kiện về độ trung hòa điện của phức chất.

Ví dụ.Để gọi tên phức Cl 2, trạng thái oxi hóa được xác định (VÌ THẾ.)
X chất tạo phức - ion Cu X+ :

1 x + 2 (–1) = 0,x = +2, C.O.(Cu) = +2.

Tương tự, trạng thái oxy hóa của ion coban được tìm thấy:

y + 2 (–1) + (–1) = 0,y = +3, SO(Co) = +3.

Số phối trí của coban trong hợp chất này là gì? Bao nhiêu phân tử và ion bao quanh ion trung tâm? Số phối trí của coban là sáu.

Tên của ion phức được viết bằng một từ. Trạng thái oxi hóa của nguyên tử trung tâm được biểu thị bằng một chữ số La Mã đặt trong ngoặc đơn. Ví dụ:

Cl 2 - tetraammine đồng (II) clorua,
SỐ 3 – dichloroaquatriamminecoban(III) nitrat,
K 3 - hexacyanoferrat(III) kali,
K 2 - tetracloroplatinat (II) kali,
- dichlorotetraamminkẽm,
H 2 - axit hexachlorotinic.

Lấy ví dụ về một số hợp chất phức tạp, chúng ta sẽ xác định cấu trúc của các phân tử (chất tạo phức ion, SO của nó, số phối trí, phối tử, hình cầu bên trong và bên ngoài), đặt tên cho phức chất, viết các phương trình điện phân.

K 4 - kali hexaxyanoferat (II),

K 4 4K + + 4– .

H - axit tetrachloroauric (được hình thành bằng cách hòa tan vàng trong nước cường toan),

H H + + –.

OH - diammine bạc (I) hydroxit (chất này tham gia vào phản ứng "gương bạc"),

OH + + OH - .

Na - tetrahydroxoaluminat natri,

Na Na + + - .

Nhiều chất hữu cơ cũng thuộc về các hợp chất phức tạp, đặc biệt là các sản phẩm tương tác của các amin với nước và axit mà bạn biết. Ví dụ, muối metyl amoni clorua và phenylamoni clorua là những hợp chất phức tạp. Theo lý thuyết phối hợp, chúng có cấu trúc như sau:

Ở đây, nguyên tử nitơ là một tác nhân tạo phức, các nguyên tử hydro ở nitơ và các gốc metyl và phenyl là các phối tử. Họ cùng nhau tạo thành quả cầu bên trong. Trong quả cầu bên ngoài là các ion clorua.

Nhiều chất hữu cơ có tầm quan trọng lớn trong đời sống của sinh vật là những hợp chất phức tạp. Chúng bao gồm huyết sắc tố, chất diệp lục, enzym và người khác

Các hợp chất phức tạp được sử dụng rộng rãi:

1) trong hóa học phân tích để xác định nhiều ion;
2) để tách một số kim loại và sản xuất kim loại có độ tinh khiết cao;
3) làm thuốc nhuộm;
4) để loại bỏ độ cứng của nước;
5) làm chất xúc tác cho các quá trình sinh hóa quan trọng.

Ví dụ về giải quyết vấn đề

Trong các phản ứng đồng Cl 3 + 6 N H 3 \u003d Cl 3 và 2KCI + PtCI 2 \u003d K 2 hợp chất phức tạp Cl 3 và K 2 được gọi là hợp chất phức tạp.

Các hợp chất như vậy được hình thành nếu các phân tử ban đầu có thể thể hiện hóa trị "bổ sung" do sự hình thành liên kết cộng hóa trị theo kiểu cho-nhận. Để làm điều này, một trong các phân tử phải chứa một nguyên tử có quỹ đạo tự do và phân tử kia phải có một nguyên tử có một cặp electron hóa trị không dùng chung.

Thành phần của các hợp chất phức tạp. Theo thuyết phối trí của A. Werner, phức chất được phân biệt lĩnh vực bên trong và bên ngoài. Hình cầu bên trong (ion phức hoặc phức chất), theo quy luật, được phân biệt trong ngoặc vuông và bao gồm chất tạo phức(nguyên tử hoặc ion) và xung quanh nó phối tử:

phối tử tạo phức

[ Co(NH 3) 6 ] CI 3

quả cầu bên trong quả cầu bên ngoài

Tác nhân tạo phức là các nguyên tử hoặc ion có quỹ đạo hóa trị trống. Các tác nhân tạo phức phổ biến nhất là các nguyên tử hoặc ion của các nguyên tố d.

Các phối tử có thể là các phân tử hoặc ion cung cấp các cặp electron hóa trị đơn lẻ để phối hợp với tác nhân tạo phức.

Số lượng phối tử phối trí được xác định số phối hợp tác nhân tạo phức và denticity của phối tử. số phối hợp bằng tổng số liên kết σ giữa tác nhân tạo phức và các phối tử, nó được xác định bởi số lượng quỹ đạo nguyên tử tự do (trống) của tác nhân tạo phức, mà nó cung cấp cho các cặp phối tử cho điện tử.

số phối trí của tác nhân tạo phức bằng trạng thái oxy hóa kép của nó.

nha khoa phối tử là số lượng của tất cả các liên kết σ mà phối tử có thể hình thành với tác nhân tạo phức; giá trị này được định nghĩa là số lượng cặp electron của nhà tài trợ, mà phối tử có thể cung cấp để tương tác với nguyên tử trung tâm. Theo đặc điểm này, các phối tử mono-, di- và poly-dentate được phân biệt. Ví dụ, các ion ethylenediamine H 2 N-CH 2 -CH 2 -NH 2, SO 4 2-, CO 3 2- là các phối tử bidentate. Cần lưu ý rằng các phối tử không phải lúc nào cũng thể hiện độ đặc hiệu tối đa của chúng.

Trong trường hợp các phối tử đơn sắc (trong các ví dụ đang xem xét, các phân tử amoniac : ion NH 3 và clorua CI -) chỉ số cho biết số phối tử trùng với số phối trí của chất tạo phức. Ví dụ về các phối tử khác và tên của chúng được đưa ra trong bảng dưới đây.

Xác định điện tích của ion phức (quả cầu bên trong). Điện tích của ion phức bằng tổng đại số điện tích của tác nhân tạo phức và các phối tử, hoặc bằng điện tích của quả cầu ngoài cùng, lấy trái dấu(quy tắc trung hòa điện). Trong hợp chất Cl 3, quả cầu ngoài được tạo bởi ba ion clo (CI -) có tổng điện tích quả cầu ngoài là 3-, khi đó, theo quy tắc trung hòa điện, quả cầu trong có điện tích 3+ : 3+ .

Trong hợp chất phức tạp K 2, quả cầu bên ngoài được tạo thành bởi hai ion kali (K +), tổng điện tích của chúng là 2+, khi đó điện tích của quả cầu bên trong sẽ là 2-: 2-.

Xác định điện tích của tác nhân tạo phức.

Các thuật ngữ "điện tích của tác nhân tạo phức" và "trạng thái oxy hóa của tác nhân tạo phức" ở đây giống hệt nhau.

Trong phức chất 3+, các phối tử là những phân tử trung hòa về điện nên điện tích của phức chất (3+) được quyết định bởi điện tích của tác nhân tạo phức - Co 3+ .

Trong phức 2-, điện tích của quả cầu bên trong (2-) bằng tổng đại số điện tích của chất tạo phức và các phối tử: -2 = x + 4×(-1); điện tích tác nhân tạo phức (trạng thái oxy hóa) x = +2, tức là trung tâm điều phối trong phức hợp này là Pt 2+ .

Các cation hoặc anion bên ngoài quả cầu bên trong, được liên kết với nó bằng lực tĩnh điện của tương tác ion - ion, tạo thành hình cầu bên ngoài kết nối phức tạp.

Danh pháp của các hợp chất phức tạp.

Tên của các hợp chất được xác định bởi loại hợp chất phức tạp tùy thuộc vào điện tích của quả cầu bên trong: ví dụ:

Cl 3 - đề cập đến cation hợp chất phức tạp, vì mặt cầu bên trong (phức chất) 3+ là cation;

K2- anion hợp chất phức tạp, hình cầu bên trong 2- là anion;

0 và 0 đề cập đến các hợp chất phức tạp trung hòa về điện, chúng không chứa một quả cầu bên ngoài, bởi vì quả cầu bên trong có điện tích bằng không.

Các quy tắc và tính năng chung trong tên của các hợp chất phức tạp.

Quy tắc chung:

1) trong tất cả các loại hợp chất phức tạp, đầu tiên là anion, sau đó gọi là phần cation của hợp chất;

2) trong phạm vi của tất cả các loại phức chất, số lượng phối tử được biểu thị bằng các chữ số Hy Lạp: di, ba, tetra, penta, hexa vân vân.;

2a) nếu có các phối tử khác nhau trong quả cầu bên trong của phức chất (đây là các phức hợp phối tử hỗn hợp hoặc hỗn hợp), số lượng và tên của các phối tử tích điện âm được chỉ định trước với việc thêm phần cuối -xung quanh(Cl ˉ - clo,OH - thủy điện, SO 4 2 ˉ - sunfat vân vân. (xem bảng), sau đó cho biết số lượng và tên của các phối tử trung tính và nước được gọi là nước và amoniac amin;

2b) cuối cùng trong lĩnh vực bên trongđược gọi là tác nhân tạo phức.

Tính năng: Tên của chất tạo phức được xác định bởi nó là cation phức (1), anion phức (2) hay phức trung tính (3).

(một). Tác nhân tạo phức - trong cation phức.

Sau tên của tất cả các phối tử trong phạm vi bên trong của phức chất, tên tiếng Nga của phần tử tạo phức trong trường hợp di truyền được đưa ra. Nếu một nguyên tố thể hiện trạng thái oxy hóa khác, thì nó được chỉ định sau tên của nó trong ngoặc với các số. Danh pháp cũng được sử dụng để chỉ ra tác nhân tạo phức không phải là mức độ oxy hóa, mà là hóa trị của nó (bằng chữ số La Mã).

Ví dụ. Gọi tên hợp chất phức tạp Cl.

một). Ta hãy xác định điện tích của quả cầu bên trong theo quy tắc: điện tích của quả cầu bên trong cùng độ lớn nhưng trái dấu với điện tích của quả cầu bên ngoài; điện tích của quả cầu bên ngoài (được xác định bởi ion clo Cl -) là -1, do đó, quả cầu bên trong có điện tích +1 (+) và đây là - cation phức tạp.

b). Hãy để chúng tôi tính toán trạng thái oxy hóa của tác nhân tạo phức (đây là bạch kim), vì tên của hợp chất sẽ chỉ ra trạng thái oxy hóa của nó. Chúng ta hãy ký hiệu nó bằng x và tính nó từ phương trình trung hòa điện tích (tổng đại số của các trạng thái oxi hóa của tất cả các nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử bằng 0): x×1 +0×3 + (-1)×2 =0; x = +2, tức là Pt(2+).

Trong). Tên của hợp chất bắt đầu bằng một anion - clorua .

G). Hơn nữa, chúng tôi gọi cation + - đây là một cation phức tạp chứa các phối tử khác nhau - cả phân tử (NH 3) và ion (Cl -), do đó, trước hết chúng tôi gọi các phối tử tích điện, thêm phần cuối - xung quanh-, I E. - clo , sau đó chúng tôi gọi các phân tử phối tử (đây là amoniac NH 3), có 3 trong số chúng, vì điều này chúng tôi sử dụng chữ số Hy Lạp và tên của phối tử - triammin , sau đó chúng tôi gọi bằng tiếng Nga trong trường hợp sở hữu cách là tác nhân tạo phức với dấu hiệu về trạng thái oxy hóa của nó - bạch kim(2+) ;

e). Gộp lần lượt các tên gọi (được in nghiêng đậm) ta được tên phức chất Cl - chlorotriammineplatinum chloride (2+).

Ví dụ về các hợp chất có cation phức tạp và tên của chúng:

1) Br 2 - bromua nitrit xung quanhngũ năm amminvanađi(3+);

2) CI - clorua cacbonat xung quanhtứ giác aminchroma(3+);

3) (ClO 4) 2 - peclorat tứ giác soi ối(2+);

4) SO 4 - brom sunfat xung quanhngũ năm amminrutheni(3+);

5) ClO 4 - peclorat đi nước brom xung quanhtứ giác coban nước(3+).

Cái bàn. Công thức và tên của các phối tử tích điện âm

(2). Tác nhân tạo phức - trong anion phức.

Sau tên của các phối tử, tác nhân tạo phức được gọi là; tên Latin của phần tử được sử dụng, nó được thêm vào hậu tố -tại ) và hóa trị hoặc trạng thái oxy hóa của tác nhân tạo phức được chỉ định trong ngoặc. Sau đó, cation của quả cầu bên ngoài được gọi trong trường hợp sở hữu cách. Chỉ số cho biết số lượng cation trong hợp chất được xác định bởi hóa trị của anion phức tạp và không được hiển thị trong tên.

Ví dụ. Gọi tên hợp chất phức tạp (NH 4) 2 .

một). Hãy xác định điện tích của quả cầu bên trong, nó có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu với điện tích của quả cầu bên ngoài; điện tích của quả cầu bên ngoài (được xác định bởi các ion amoni NH 4 +) là +2, do đó, quả cầu bên trong có điện tích -2 và đây là anion phức 2-.

b). Trạng thái oxy hóa của tác nhân tạo phức (đây là bạch kim) (ký hiệu là x) được tính từ phương trình độ trung hòa điện: (+1) × 2 + x × 1 + (-1) × 2 + (-1) × 4 \u003d 0; x = +4, tức là Pt(4+).

Trong). Chúng tôi bắt đầu tên của hợp chất bằng một anion - ( 2- (anion phức), chứa các ion phối tử khác nhau: (OH -) và (Cl -), vì vậy chúng tôi thêm phần cuối vào tên của các phối tử - xung quanh-, và số của chúng được biểu thị bằng các chữ số: - tetrachlorodihydroxo - , sau đó chúng tôi gọi tác nhân tạo phức, sử dụng tên Latinh của phần tử, chúng tôi thêm vào nó hậu tố -tại(một tính năng đặc biệt của phức hợp loại anion) và cho biết hóa trị hoặc trạng thái oxy hóa của tác nhân tạo phức trong ngoặc đơn - bạch kim (4+).

G). Cái cuối cùng chúng ta gọi là cation trong trường hợp sở hữu cách - amoni.

e). Gộp lần lượt các tên gọi (được in nghiêng đậm) ta được tên phức chất (NH 4) 2 - amoni tetraclodihydroxoplatinat (4+).

Ví dụ về các hợp chất có anion phức tạp và tên của chúng:

1) Mg 2 - số ba flo xung quanh hydroxoaluminium tại (3+) magie;

2) K 2 - đi thiosunfat xung quanhđi ammincupr tại (2+) kali;

3) K 2 - tứ giác iốt xung quanh cá đuối tại (2+) kali.

(3). Tác nhân tạo phức - trong một phức hợp trung tính.

Sau tên của tất cả các phối tử, tác nhân tạo phức trong trường hợp chỉ định được gọi là tác nhân cuối cùng và mức độ oxy hóa của nó không được chỉ định, vì nó được xác định bởi độ trung hòa điện của phức chất.

Ví dụ về các phức hợp trung tính và tên của chúng:

1) – đi clo xung quanh bạch kim aquammine;

2) – số ba nước brom xung quanhsố ba ammincoban;

3) - trichlorotriaminecoban.

Do đó, phần phức chất trong tên của tất cả các loại hợp chất phức tạp luôn tương ứng với hình cầu bên trong của phức chất.

Hành vi của các hợp chất phức tạp trong các giải pháp. Cân bằng trong dung dịch phức chất. Chúng ta hãy xem xét hành vi của phức hợp diamminesilver clorua Cl trong dung dịch.

Các ion cầu ngoài cùng (CI-) liên kết với ion phức chủ yếu bằng lực tương tác tĩnh điện ( sự gắn kết), do đó, trong dung dịch, giống như các ion của chất điện ly mạnh, gần như hoàn toàn sự phân hủy của một hợp chất phức tạp thành một phức hợp và một quả cầu bên ngoài là một quả cầu bên ngoài hoặc phân ly chính muối phức:

Cl ® + + Cl - - phân ly sơ cấp.

Các phối tử trong quả cầu bên trong của phức hợp được liên kết với tác nhân tạo phức bởi chất cho-nhận liên kết hóa trị; sự phân tách (tách ra) của chúng khỏi chất tạo phức trong hầu hết các trường hợp diễn ra ở mức độ không đáng kể, như trong chất điện ly yếu, do đó nó có thể đảo ngược được. Sự phân rã thuận nghịch của quả cầu bên trong là sự phân ly thứ cấp của hợp chất phức tạp:

+ « Ag + + 2NH 3 - phân ly thứ cấp.

Kết quả của quá trình này là trạng thái cân bằng được thiết lập giữa hạt phức, ion trung tâm và các phối tử. Nó tiến hành từng bước với việc loại bỏ liên tiếp các phối tử.

Hằng số cân bằng của quá trình phân ly thứ cấp gọi là hằng số kém bền của ion phức:

Để làm tổ. \u003d × 2 / \u003d 6,8 ​​× 10 - 8.

Nó đóng vai trò là thước đo độ ổn định của quả cầu bên trong: ion phức càng bền thì hằng số không ổn định của nó càng thấp, nồng độ ion hình thành trong quá trình phân ly của phức càng thấp. Các giá trị của hằng số không ổn định của các phức chất là các giá trị dạng bảng.

Hằng số không ổn định được biểu thị dưới dạng nồng độ của các ion và phân tử được gọi là hằng số nồng độ. Hằng số không ổn định, biểu thị dưới dạng hoạt độ của các ion và phân tử, không phụ thuộc vào thành phần và cường độ ion của dung dịch. Ví dụ, đối với phức ở dạng tổng quát MeX n (phương trình phân ly MeX n « Me + nX), hằng số không ổn định có dạng:

Để làm tổ. \u003d a Tôi ×a n X /a MeX n.

Khi giải các bài toán trong trường hợp dung dịch đủ loãng, cho phép sử dụng hằng số nồng độ, giả sử rằng hệ số hoạt độ của các thành phần hệ thống thực tế bằng đơn vị.

Phương trình phân ly thứ cấp ở trên là phản ứng tổng thể của quá trình phân ly từng bước của phức chất với sự loại bỏ liên tiếp các phối tử:

+ « + + NH 3 , K tổ.1 = ×/

+ "Ag+ + NH 3, K tổ.2 \u003d ×/

+ « Ag + + 2NH 3 , K tổ. \u003d × 2 / \u003d K tổ.1 × K tổ.2,

trong đó К Nest.1 và К Nest.2 là các hằng số mất ổn định bậc thang của phức.

Hằng số mất ổn định tổng của phức bằng tích các hằng số mất ổn định bậc thang.

Từ các phương trình đã cho về sự phân ly từng bước của phức chất, các sản phẩm phân ly trung gian có thể có mặt trong dung dịch; ở nồng độ dư thừa của phối tử, do các quá trình này có tính thuận nghịch nên cân bằng của các phản ứng chuyển dịch về phía chất ban đầu và trong dung dịch chủ yếu tồn tại phức chất không phân ly.

Để đặc trưng cho độ bền của phức chất, ngoài hằng số không bền của phức chất, người ta sử dụng giá trị nghịch đảo của nó - hằng số bền của tập hợp b. = 1/K tổ. . bộ b cũng là một giá trị tham chiếu.

kiểm soát nhiệm vụ

181. Cho phức chất đã cho, cho biết tên, trạng thái oxi hóa (điện tích) của ion tạo phức, số phối trí. Viết các phương trình điện ly của hợp chất này và biểu thức tính hằng số không bền của phức Cl 2 , Cl.

182*. SO4, (NO3)2.

183*. K 2(NO 3) 2, SO4.

184*. Na, Cl3.

185*. Ba, Cl.

186*. (NH4), Br2.

187*. Na3, NO3.

188*. SO4 , KCl2 , K3.

190*. , Cl.

• Nữ quân nhân Nga xinh đẹp trong bộ quân phục cuốn hút
• Phương pháp quy nạp, mô tả và các tính năng ứng dụng của nó
• Chức năng và các thành phần cơ bản của hệ thần kinh người Sơ đồ chung về cấu tạo và ý nghĩa của hệ thần kinh
• Trận Grunwald. Trận Grunwald. Lịch sử và ý nghĩa Trận chiến quyết định với Grunwald
• Lịch sử phát triển của khoa học “Vi sinh vật học
• Tế bào chất của một tế bào vi khuẩn
• Danh pháp của các hợp chất phức tạp
• Tháp và mặt trời bằng đá của Tai nạn tự do
• VĂN PHÒNG KIẾN TRÚC: Cận cảnh Văn phòng dự án PHÁT BIỂU
• Những bức ảnh đẹp nhất từ ​​kho lưu trữ của cơ quan TASS Chronicles of TASS

• Bắt đầu xuất bản kho lưu trữ ảnh TASS trong phạm vi công cộng và bộ sưu tập video ap trên youtube Thư viện ảnh TASS
• Các cách tự phát triển cá nhân Những người tham gia phát triển bản thân
• Phương pháp hỗ trợ trực quan
• Tiểu sử Rasputin Grigory Efimovich
• Trận chiến anh dũng của lữ đoàn Pskov thuộc lực lượng đặc biệt GRU (24 ảnh)
• Fgos giáo dục mầm non IV
• Các phương pháp phân tích trong hóa học phân tích (hóa học, vật lý và hóa lý)
• Estonia và các nước Baltic: họ có phải là một phần của Liên Xô không và hậu quả của việc ở lại này là gì?
• Lịch sử chưa biết của Nga: "Trận chiến Molodi
• Trận chiến Molodi: lặp lại chiến thắng Kulikovo