ЦЕНТРАЛЬНЫЕ АТОМЫ И ЛИГАНДЫ

Наука » Химия

Роль центрального атома в комплек­се способен играть любой элемент. Чаще всего это переходные металлы, степень окисления которых может быть различной, даже отрицатель­ной. Так, например, хром проявляет все степени окисления от —2 до +6: Na2[Cr(CO)5], Na2[Cr2(CO)10], Cr(CO)6, K3[Cr(CN)4], [Cr(NH3)6]Cl2, [Cr(H2O)6]Cl3, K2[CrF6], K3rО4], K2rО4].

Неметаллы, выступающие в качест­ве центральных атомов, тоже могут

иметь разную степень окисления. Так, кремний(IV) образует фторосиликат K2[SiF6]; хлор(0) — гидрат [Сl2•(Н2О)б], полученный ещё Фараде­ем; иод, помещённый в раствор иодида калия, — комплекс К[I(I2)3], в кото­ром центральный атом имеет степень окисления -1.

В качестве нейтральных лигандов чаще всего выступают СО, Н2О и NH3 (они входят в состав карбонилов, аквакомплексов и аммиакатов соответ­ственно). Возможны и смешанно-лигандные комплексы, например [Cu(NH3)4(H2O)2]2+. Известно множе­ство незаряженных органических лигандов: амины RNH2, фосфины R3P, ароматические соединения (бензол, пиридин) и т. д. Чаще же встречают­ся заряженные лиганды: галогениданионы, ОН-, CN-, NO2-, ONO- и т. д.

Последний случай демонстрирует изомерию лиганда. Другой пример — группа SCN-, которая в зависимости от центрального металла может при­соединяться к нему либо атомом се­ры (тиоцианатные комплексы), либо атомом азота (изотиоцианатные ком­плексы). Лиганды, которые образуют лишь одну связь с центральным ио­ном, называются монодентатными (от греч. «монос» — «один» и лат. dentis — «зуб»).

Известно и множество полидентатных лигандов, которые могут занимать сразу несколько координа­ционных мест. Если они координиру­ются одним и тем же центральным атомом, образуются комплексы, кото­рые называются халатными (от греч. «хеле» — «клешня»): лиганды как бы обхватывают центральный атом, по­добно клешням краба. Так, диметилглиоксим

СН3C(=N—ОН)—C(=N—ОН)—СН3

(реактив Чугаева) служит аналитиче­ским реагентом на никель: он обра­зует с ионами Ni2+ малиново-красный хелатный комплекс.

Один из самых известных лигандов — натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (другие названия: ЭДТА, комплексон III, хелатон III, трилон Б). Для связи с цент­ральным атомом этот лиганд может использовать до шести центров: четы­ре атома кислорода карбоксильных групп СОО- и неподелённые пары электронов двух атомов азота. ЭДТА легко связывает ионы Са2+ и Mg2+ в растворе и таким образом делает во­ду «мягкой». Известно, что тяжёлые металлы, например медь, даже в нич­тожных концентрациях (разбавле­ние в миллион раз) ускоряют окисле­ние витамина С кислородом воздуха. В присутствии же всего 0,01% ЭДТА ионы металлов связываются так проч­но, что не оказывают больше никако­го вредного воздействия. Поэтому ЭДТА (под кодом Е386) применяют в пищевой промышленности в качест­ве консерванта и антиокислителя.

Как видим, комплексные соедине­ния уже давно не считаются химиче­ской экзотикой, а их практическое применение расширяется с каждым годом.

Более того, без них немыслима жизнь. Лиганды (в виде органических гумусовых кислот) содержатся в поч­ве. С их помощью нерастворимые со­единения кальция, железа, других элементов переходят в растворимую форму и усваиваются растениями.

Например, на Гавайях есть плоского­рье, где почва окрашена в красный цвет, так как содержит более 20% ок­сида железа Fe2O3. Тем не менее рас­тущие там ананасы страдают от недо­статка железа. В такую почву надо вносить не железо, а комплексоны, которые переведут его в растворимую форму.

Наша кровь содержит комплексное соединение железа — гемоглобин, в нём атом железа, имея одну «коорди­национную вакансию», может связы­ваться с молекулой кислорода. При железодефицитной анемии (мало­кровии) количество гемоглобина в крови снижается. Для лечения назна­чают приём препаратов железа. Наи­более эффективны те, в которых же­лезо связано в комплекс, например с аскорбиновой кислотой или никотинамидом (витамин РР). Похожий на гемоглобин комплекс есть и в зелёных растениях: если атом железа заменить атомом магния, получится основная часть хлорофилла. Связанные в ком­плексы ионы кобальта, молибдена, меди присутствуют в ферментах, без которых не может функционировать ни один живой организм.

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ АТОМЫ И ЛИГАНДЫ



Источник: Мир Энциклопедий Аванта+
Авторы: Андрей Дроздов, Илья Леенсон, Дмитрий Трифонов, Денис Жилин, Александр Серов, Андрей Бреев, Андрей Шевельков, Вадим Ерёмин, Юлия Яковлева, Оксана Рыжова, Виктория Предеина, Наталья Морозова, Алексей Галин, Сергей Каргов, Сергей Бердоносов, Александр Сигеев, Оксана Помаз, Григорий Середа, Владимир Тюрин, Антон Максимов, Вячеслав Загорский, Леонид Каневский, Александр Скундин, Борис Сумм, Игнат Шилов, Екатерина Менделеева, Валерий Лунин, Абрам Блох, Пётр Зоркий, Александр Кури, Екатерина Иванова, Дмитрий Чаркин, Сергей Вацадзе, Григорий Серела, Анастасия Ростоцкая, Александр Серое, Анастасия Сигеева
Авторское право на материал
Копирование материалов допускается только с указанием активной ссылки на статью!

Похожие статьи

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.