Комплексные соединения - это соединения в узлах кристаллов которых находятся комплексы, способные к самостоятельному существованию в растворе. Комплексные (координационные) соединения чрезвычайно широко распространены в живой и неживой природе, применяются в промышленности, сельском хозяйстве, науке, медицине. Комплексные соединения составляют наиболее обширный и разнообразный класс неорганических соединений. Начало классической теории валентности положено немецким химиком Ф. Кекуле. Одно из ключевых её положений - постоянство валентности элементов и насыщаемость химической связи. Классическая теория позволила описать и предсказать множество химических фактов и явлений, свойственных простым бинарным молекулам, но она не смогла объяснить механизм образования, свойства и строение более обширного и разнообразного по составу класса сложных соединений высшего порядка. Наиболее удачно строение и свойства комплексных соединений объясняет координационная теория швейцарского химика А. Вернера, предложенная в 1893 году.

Цель данной работы - ознакомится с комплексными соединениями, изучить историю возникновения, и получить комплексное соединение.

Основные положения координационной теории

Согласно координационной теории, в молекуле любого комплексного соединения один из ионов, обычно положительно заряженный, занимает центральное место и называется комплексообразователем или центральным ионом. Комплексообразователь - центральный атом комплексной частицы. Обычно комплексообразователь - атом элемента, образующего металл, но это может быть и атом кислорода, азота, серы, йода и других элементов, образующих неметаллы. Комплексообразователь обычно положительно заряжен и в таком случае именуется в современной научной литературе металлоцентром; заряд комплексообразователя может быть также отрицательным или равным нулю. Вокруг комплексообразователя в непосредственной близости расположено или координировано некоторое число противоположно заряженных ионов или электронейтральных молекул, называемых лигандами (адденты) и образующих внутреннюю координационную сферу соединения. Остальные ионы, не разместившиеся во внутренней сфере, находятся на более далеком расстоянии от центрального иона, составляя внешнюю координационную сферу. Число ионов, окружающих центральный ион, называется координационным числом.

Подобно многим имеющим большое значение теориям, координационная теория исключительно проста. Её главный постулат сводится к нескольким моментам:

1. помимо главных валентностей у атомов имеются побочные валентности, проявляющие себя при некоторых реакциях;

2. насыщение главных валентностей лежит в основе образования простых соединений первого порядка;

3. насыщение побочных валентностей лежит в основе образования соединений высшего порядка, комплексных.

Основные типы и номенклатура комплексных соединений

К основным типам комплексных соединений относятся следующие: Аммиакаты - комплексы, в которых лигандами служат молекулы аммиака (к примеру ) . Аквакомплексы - комплексы, в которых лигандом выступает вода (к примеру ). Ацидокомплексы- комплексы, в которых лигандами являются анионы (к примеру ). Гидроксомплексы - комплексы, в которых лигандом служит молекула гидроксогруппы . Циклические или хелатные - комплексы, в которых содержится би - или полидентатный лиганд. Дентантность - число координированных мест, которое может занимать данный лиганд. По номенклатуре соединений различают анионные комплексы, катионные комплексы, нейтральные и би-комплексы.

Медь

Медь (Cuprum) Cu - химический элемент побочной подгруппы первой группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Латинское название происходит от острова Кипр, где древние греки добывали медную руду. Медь образует около 200 минералов, однако лишь 40 имеют промышленное значение (халькозин ; халькопирит ; малахит ). Содержание меди в земной коре составляет около 0,01 %. Она встречается в свободном состоянии в виде самородков, достигающих значительных размеров. Различают сульфидные и окисленные руды меди. Промышленное значение имеют сульфидные руды, из которых наиболее широко используется медный колчедан (халькопирит) . Содержание меди в руде обычно составляет 1-5 % .

Физические свойства меди

Техническая медь - металл красного, в изломе розового цвета, при просвечивании в тонких слоях - зеленовато - голубой. Медь - вязкий, мягкий и ковкий металл, уступающий только серебру, а также пластичность и сопротивление коррозии обусловили широкое применение меди в промышленности.

Химические свойства меди

Медь - электроположительный металл. Медь растворяется в азотной кислоте с образованием и оксидов азота, в горячей концентрированной серной кислоте - с образованием и . В нагретой разбавленной серной кислоте медь растворяется только при продувании через раствор воздуха. Химическая активность меди невелика, при температурах ниже 185 с сухим воздухом и кислородом не рягирует. Особое сровдство медь прояляет к сере: в парах серы она горит. С водородом, азотом, углеродом медь не рягирует даже при высоких температурах.

Получение

Руды и получаемые из них путем механического обогащения концентраты перерабатывают на медь пирометаллургическим и гидрометаллургическими методами. Первый из них применяется преимущественно для переработки сернистых руд. Вторым методом, получившим небольшое распростронение, перерабатывают окисленные и смешаные бедные руды, содержащие 1 % меди. Пирометаллургический метод заключается в обжиге концентратов, плавке полученного огарка на штейн (сплав сульфидов меди и железа), продувке штейна в конвертере с получением черновой меди, рафинировании последних огневым процессом или электролизом для получения чистой меди. Гидрометаллургический метод получения меди заключается в извлечении ее из руд различными раствориелями с последующим выделением металла из растворов электролизом или посредством вытеснения его железом в виде цементной меди. Иногда медь выделяют в виде оксида.

Медь в двух- и одновалентном состояниях образует многочисленные комплексы, обладающие значительной устойчивостью. Для меди характерно переменные координационные числа 2,3,4. В большинстве случаев комплексы меди прочнее, чем аналогичные комплексы серебра и золота. Для меди особенно характерно образование комплексов с азот-, серо-, кислородосодержащими лигандами и с галогенами.

Свойства меди

Строение электронных слоев атома:

Энергия ионизации: 7,33 эВ

Стандартная энтальпия, при 25: 337,6

Плотность: 8,96 г /

Температура кипения: 2540

Медь может иметь степень окисления: +1; +2; +3; 0 ()

Рис.1. Самородная медь Рис.2. Медный купорос

Медь принадлежит к числу микроэлементов. Такое название получили в связи с тем, что малые количества их необходимы для нормальной жизнедеятельности растений. Микроэлементы повышают активность ферментов, способствуют синтезу сахара, крахмала, белков, нуклеиновых кислот, витаминов и ферментов. Микроэлементы вносят в почву с микроудобрениями. Удобрения, содержащие медь, способствуют росту растений на некоторых малоплодородных почвах, повышают их устойчивость против засухи, холода и некоторых заболеваний.

Аммиак и соли аммония