Allgemeine Chemie: Lehrbuch / A. V. Zholnin; ed. V. A. Popkova, A. V. Zholnina. - 2012. - 400 S.: mit Abb.

Kapitel 7. Komplexe Verbindungen

Kapitel 7. Komplexe Verbindungen

Die komplexbildenden Elemente sind die Organisatoren des Lebens.

K. B. Yatsimirsky

Komplexverbindungen sind die umfangreichste und vielfältigste Klasse von Verbindungen. Lebende Organismen enthalten komplexe Verbindungen biogener Metalle mit Proteinen, Aminosäuren, Porphyrinen, Nukleinsäuren, Kohlenhydraten und makrozyklischen Verbindungen. Die wichtigsten Prozesse der Lebenstätigkeit verlaufen unter Beteiligung komplexer Verbindungen. Einige von ihnen (Hämoglobin, Chlorophyll, Hämocyanin, Vitamin B 12 usw.) spielen eine bedeutende Rolle in biochemischen Prozessen. Viele Medikamente enthalten Metallkomplexe. Zum Beispiel Insulin (Zinkkomplex), Vitamin B 12 (Kobaltkomplex), Platinol (Platinkomplex) usw.

7.1. KOORDINATIONSTHEORIE VON A. WERNER

Die Struktur komplexer Verbindungen

Während der Wechselwirkung von Partikeln wird eine gegenseitige Koordination von Partikeln beobachtet, die als Prozess der Komplexbildung definiert werden kann. Beispielsweise endet der Hydratationsprozess von Ionen mit der Bildung von Aquakomplexen. Komplexbildungsreaktionen gehen mit der Übertragung von Elektronenpaaren einher und führen zur Bildung oder Zerstörung von Verbindungen höherer Ordnung, den sogenannten Komplex-(Koordinations-)Verbindungen. Ein Merkmal komplexer Verbindungen ist das Vorhandensein einer Koordinationsbindung, die nach dem Donor-Akzeptor-Mechanismus entstanden ist:

Komplexverbindungen sind Verbindungen, die sowohl im kristallinen Zustand als auch in Lösung existieren.

das ist das Vorhandensein eines Zentralatoms, das von Liganden umgeben ist. Komplexe Verbindungen können als komplexe Verbindungen höherer Ordnung angesehen werden, die aus einfachen Molekülen bestehen, die in Lösung unabhängig existieren können.

Nach Werners Koordinationstheorie ist in einer komplexen Verbindung intern und äußere Sphäre. Das Zentralatom mit seinen umgebenden Liganden bildet die innere Sphäre des Komplexes. Es wird normalerweise in eckige Klammern eingeschlossen. Alles andere in einer komplexen Verbindung ist die äußere Sphäre und wird in eckige Klammern geschrieben. Um das Zentralatom herum wird eine bestimmte Anzahl von Liganden platziert, die bestimmt wird Koordinationsnummer(kch). Die Zahl der koordinierten Liganden beträgt meistens 6 oder 4. Der Ligand besetzt eine Koordinationsstelle in der Nähe des Zentralatoms. Die Koordination verändert die Eigenschaften sowohl der Liganden als auch des Zentralatoms. Koordinierte Liganden lassen sich oft nicht mit den für sie charakteristischen chemischen Reaktionen im freien Zustand nachweisen. Fester gebundene Teilchen der inneren Sphäre werden genannt Komplex (Komplexion). Zwischen dem Zentralatom und den Liganden wirken anziehende Kräfte (eine kovalente Bindung wird durch den Austausch- und (oder) Donor-Akzeptor-Mechanismus gebildet), und zwischen den Liganden wirken abstoßende Kräfte. Wenn die Ladung der inneren Sphäre 0 ist, dann gibt es keine äußere Koordinationssphäre.

Zentralatom (Komplexbildner)- ein Atom oder Ion, das eine zentrale Position in einer komplexen Verbindung einnimmt. Die Rolle eines Komplexbildners wird am häufigsten von Teilchen übernommen, die freie Bahnen und eine ausreichend große positive Kernladung haben und daher Elektronenakzeptoren sein können. Dies sind Kationen von Übergangselementen. Die stärksten Komplexbildner sind Elemente der Gruppen IB und VIIIB. Selten als Komplex

neutrale Atome von d-Elementen und Nichtmetallatome in verschiedenen Oxidationsgraden - . Die Anzahl der vom Komplexbildner bereitgestellten freien Atomorbitale bestimmt seine Koordinationszahl. Der Wert der Koordinationszahl hängt von vielen Faktoren ab, ist aber normalerweise gleich der doppelten Ladung des komplexbildenden Ions:

Liganden- Ionen oder Moleküle, die direkt mit dem Komplexbildner assoziiert sind und Donatoren von Elektronenpaaren sind. Diese elektronenreichen Systeme, die über freie und bewegliche Elektronenpaare verfügen, können beispielsweise Elektronendonatoren sein:

Verbindungen von p-Elementen weisen komplexbildende Eigenschaften auf und wirken als Liganden in einer Komplexverbindung. Liganden können Atome und Moleküle sein (Protein, Aminosäuren, Nukleinsäuren, Kohlenhydrate). Entsprechend der Anzahl der Bindungen, die Liganden mit dem Komplexbildner eingehen, werden Liganden in ein-, zwei- und mehrzähnige Liganden eingeteilt. Die obigen Liganden (Moleküle und Anionen) sind einzähnig, da sie Donatoren eines Elektronenpaars sind. Zweizähnige Liganden umfassen Moleküle oder Ionen, die zwei funktionelle Gruppen enthalten, die in der Lage sind, ein Donor von zwei Elektronenpaaren zu sein:

Mehrzähnige Liganden umfassen den 6-zähnigen Liganden von Ethylendiamintetraessigsäure:

Die Anzahl der Plätze, die jeder Ligand in der inneren Sphäre der Komplexverbindung einnimmt, wird genannt Koordinationskapazität (Zähnigkeit) des Liganden. Sie wird durch die Zahl der Elektronenpaare des Liganden bestimmt, die an der Bildung einer koordinativen Bindung mit dem Zentralatom beteiligt sind.

Neben Komplexverbindungen umfasst die Koordinationschemie Doppelsalze, kristalline Hydrate, die in wässriger Lösung in Bestandteile zerfallen, die im festen Zustand in vielen Fällen ähnlich aufgebaut sind wie komplexe, aber instabil sind.

Die stabilsten und vielfältigsten Komplexe in Bezug auf die Zusammensetzung und die Funktionen, die sie erfüllen, bilden d-Elemente. Von besonderer Bedeutung sind komplexe Verbindungen von Übergangselementen: Eisen, Mangan, Titan, Kobalt, Kupfer, Zink und Molybdän. Biogene s-Elemente (Na, K, Mg, Ca) bilden nur mit Liganden bestimmter zyklischer Struktur Komplexverbindungen, die auch als Komplexbildner wirken. Hauptteil R-Elemente (N, P, S, O) ist der aktive aktive Teil von komplexbildenden Partikeln (Liganden), einschließlich Bioliganden. Dies ist ihre biologische Bedeutung.

Daher ist die Fähigkeit zur Komplexbildung eine gemeinsame Eigenschaft der chemischen Elemente des Periodensystems, diese Fähigkeit nimmt in folgender Reihenfolge ab: f> d> p> s.

7.2. BESTIMMUNG DER LADUNG DER WICHTIGSTEN PARTIKEL EINER KOMPLEXEN VERBINDUNG

Die Ladung der inneren Sphäre einer komplexen Verbindung ist die algebraische Summe der Ladungen ihrer konstituierenden Teilchen. Beispielsweise werden die Größe und das Vorzeichen der Ladung eines Komplexes wie folgt bestimmt. Die Ladung des Aluminium-Ions beträgt +3, die Gesamtladung der sechs Hydroxid-Ionen beträgt -6. Daher ist die Ladung des Komplexes (+3) + (-6) = -3 und die Formel des Komplexes ist 3- . Die Ladung des komplexen Ions ist zahlenmäßig gleich der Gesamtladung der äußeren Sphäre und hat dazu entgegengesetztes Vorzeichen. Beispielsweise beträgt die Ladung der äußeren Kugel K 3 +3. Daher ist die Ladung des komplexen Ions -3. Die Ladung des Komplexbildners ist betragsmäßig gleich und hat entgegengesetztes Vorzeichen wie die algebraische Summe der Ladungen aller anderen Teilchen der Komplexverbindung. Daher ist in K 3 die Ladung des Eisenions +3, da die Gesamtladung aller anderen Teilchen der Komplexverbindung (+3) + (-6) = -3 ist.

7.3. NOMENKLATUR KOMPLEXER VERBINDUNGEN

Die Grundlagen der Nomenklatur werden in den klassischen Werken von Werner entwickelt. In Übereinstimmung mit ihnen wird in einer komplexen Verbindung zuerst das Kation und dann das Anion genannt. Wenn es sich bei der Verbindung um einen Nichtelektrolyttyp handelt, wird sie mit einem Wort bezeichnet. Der Name des komplexen Ions wird in einem Wort geschrieben.

Der neutrale Ligand wird genauso benannt wie das Molekül, und den Anionenliganden wird ein "o" hinzugefügt. Für ein koordiniertes Wassermolekül wird die Bezeichnung "aqua-" verwendet. Um die Anzahl identischer Liganden in der inneren Sphäre des Komplexes anzuzeigen, werden die griechischen Ziffern di-, tri-, tetra-, penta-, hexa- usw. als Präfix vor den Namen der Liganden verwendet. Das Präfix monone wird verwendet. Die Liganden sind in alphabetischer Reihenfolge aufgelistet. Der Name des Liganden wird als einzelne Einheit betrachtet. Nach dem Namen des Liganden folgt der Name des Zentralatoms, der den Oxidationsgrad angibt, der durch römische Ziffern in Klammern angegeben ist. Das Wort Ammine (mit zwei „m“) wird in Bezug auf Ammoniak geschrieben. Für alle anderen Amine wird nur ein "m" verwendet.

C1 3 - Hexaminkobalt(III)chlorid.

C1 3 - Aquapentamincobalt(III)chlorid.

Cl 2 - Pentamethylaminchlorkobalt(III)-chlorid.

Diammindibromplatin (II).

Wenn das komplexe Ion ein Anion ist, dann hat sein lateinischer Name die Endung „am“.

(NH 4) 2 - Ammoniumtetrachloropalladat (II).

K - Kaliumpentabromminplatinat (IV).

K 2 - Kaliumtetrarodanocobaltat (II).

Der Name eines komplexen Liganden wird üblicherweise in Klammern eingeschlossen.

NO 3 - Dichlor-di-(ethylendiamin)-cobalt(III)-nitrat.

Br - Brom-tris-(triphenylphosphin)-platin(II)-bromid.

In Fällen, in denen der Ligand zwei zentrale Ionen bindet, wird der griechische Buchstabe vor seinem Namen verwendetμ.

Solche Liganden werden genannt Brücke und zuletzt aufgeführt.

7.4. CHEMISCHE BINDUNG UND STRUKTUR KOMPLEXER VERBINDUNGEN

Die Donor-Akzeptor-Wechselwirkungen zwischen dem Liganden und dem Zentralatom spielen eine wichtige Rolle bei der Bildung von Komplexverbindungen. Der Elektronenpaar-Donor ist üblicherweise ein Ligand. Ein Akzeptor ist ein Zentralatom mit freien Orbitalen. Diese Bindung ist stark und bricht nicht, wenn der Komplex aufgelöst wird (nichtionogen), und es heißt Koordinierung.

Zusammen mit o-Bindungen werden π-Bindungen durch den Donor-Akzeptor-Mechanismus gebildet. In diesem Fall dient das Metallion als Donor und spendet seine gepaarten d-Elektronen an den Liganden, der energetisch günstige freie Orbitale hat. Solche Beziehungen nennt man Dativ. Sie werden gebildet:

a) aufgrund der Überlappung der freien p-Orbitale des Metalls mit dem d-Orbital des Metalls, auf denen sich Elektronen befinden, die keine σ-Bindung eingegangen sind;

b) wenn die unbesetzten d-Orbitale des Liganden mit den gefüllten d-Orbitalen des Metalls überlappen.

Ein Maß für seine Stärke ist der Grad der Überlappung zwischen den Orbitalen des Liganden und des Zentralatoms. Die Orientierung der Bindungen des Zentralatoms bestimmt die Geometrie des Komplexes. Zur Erklärung der Bindungsrichtung wird das Konzept der Hybridisierung von Atomorbitalen des Zentralatoms verwendet. Hybridorbitale des Zentralatoms sind das Ergebnis des Mischens ungleicher Atomorbitale, wodurch sich die Form und Energie der Orbitale gegenseitig ändern und Orbitale mit einer neuen identischen Form und Energie gebildet werden. Die Anzahl der Hybridorbitale ist immer gleich der Anzahl der ursprünglichen. Hybridwolken befinden sich im Atom im maximalen Abstand voneinander (Tab. 7.1).

Tabelle 7.1. Arten der Hybridisierung von Atomorbitalen eines Komplexbildners und die Geometrie einiger Komplexverbindungen

Die räumliche Struktur des Komplexes wird durch die Art der Hybridisierung von Valenzorbitalen und die Anzahl der in seinem Valenzenergieniveau enthaltenen freien Elektronenpaare bestimmt.

Die Effizienz der Donor-Akzeptor-Wechselwirkung zwischen dem Liganden und dem Komplexbildner und folglich die Stärke der Bindung zwischen ihnen (Stabilität des Komplexes) wird durch ihre Polarisierbarkeit, d. h. die Fähigkeit, ihre Elektronenhüllen unter äußerem Einfluss umzuwandeln. Auf dieser Grundlage werden die Reagenzien unterteilt in "schwer" oder niedrig polarisierbar, und "Sanft" - leicht polarisierbar. Die Polarität eines Atoms, Moleküls oder Ions hängt von seiner Größe und der Anzahl der Elektronenschichten ab. Je kleiner der Radius und die Elektronen eines Teilchens sind, desto weniger polarisiert ist es. Je kleiner der Radius und je weniger Elektronen ein Teilchen hat, desto schlechter polarisiert es.

Harte Säuren bilden starke (harte) Komplexe mit elektronegativen O-, N-, F-Atomen von Liganden (harten Basen), während weiche Säuren starke (weiche) Komplexe mit Donor-P-, -S- und -I-Atomen von Liganden mit geringer Elektronegativität und hoher Polarisierbarkeit bilden. Wir beobachten hier die Manifestation des allgemeinen Prinzips „Gleiches mit Gleichem“.

Aufgrund ihrer Starrheit bilden Natrium- und Kaliumionen praktisch keine stabilen Komplexe mit Biosubstraten und kommen in physiologischen Medien in Form von Aquakomplexen vor. Die Ionen Ca 2+ und Mg 2+ bilden ziemlich stabile Komplexe mit Proteinen und liegen daher in physiologischen Medien sowohl in ionischem als auch in gebundenem Zustand vor.

Ionen von d-Elementen bilden starke Komplexe mit Biosubstraten (Proteinen). Und weiche Säuren Cd, Pb, Hg sind hochgiftig. Sie bilden starke Komplexe mit Proteinen, die R-SH-Sulfhydrylgruppen enthalten:

Das Cyanid-Ion ist giftig. Der weiche Ligand interagiert aktiv mit d-Metallen in Komplexen mit Biosubstraten und aktiviert letztere.

7.5. DISSOZIATION KOMPLEXER VERBINDUNGEN. STABILITÄT VON KOMPLEXEN. LABILE UND INERTE KOMPLEXE

Wenn Komplexverbindungen in Wasser gelöst werden, zerfallen sie normalerweise wie starke Elektrolyte in Ionen der äußeren und inneren Sphäre, da diese Ionen hauptsächlich durch elektrostatische Kräfte ionogen gebunden werden. Dies wird als primäre Dissoziation komplexer Verbindungen geschätzt.

Die sekundäre Dissoziation einer komplexen Verbindung ist die Auflösung der inneren Sphäre in ihre Bestandteile. Dieser Vorgang verläuft nach Art schwacher Elektrolyte, da die Teilchen der inneren Kugel nichtionisch (kovalent) verbunden sind. Dissoziation hat schrittweisen Charakter:

Für ein qualitatives Merkmal der Stabilität der inneren Sphäre einer Komplexverbindung wird eine Gleichgewichtskonstante verwendet, die ihre vollständige Dissoziation beschreibt, genannt komplexe Instabilitätskonstante(Kn). Für ein komplexes Anion hat der Ausdruck für die Instabilitätskonstante die Form:

Je kleiner der Wert von Kn ist, desto stabiler ist die innere Sphäre der Komplexverbindung, d. h. desto weniger dissoziiert es in wässriger Lösung. In letzter Zeit wird anstelle von Kn der Wert der Stabilitätskonstante (Ku) verwendet - der Kehrwert von Kn. Je größer der Ku-Wert ist, desto stabiler ist der Komplex.

Die Stabilitätskonstanten erlauben es, die Richtung von Ligandenaustauschprozessen vorherzusagen.

In einer wässrigen Lösung liegt das Metallion in Form von Aquakomplexen vor: 2+ - Hexaaqua-Eisen (II), 2 + - Tetraaqua-Kupfer (II). Beim Schreiben von Formeln für hydratisierte Ionen werden die zugeordneten Wassermoleküle der Hydrathülle nicht angegeben, sondern impliziert. Die Bildung eines Komplexes zwischen einem Metallion und einem Liganden wird als Reaktion der Substitution eines Wassermoleküls in der inneren Koordinationssphäre durch diesen Liganden betrachtet.

Ligandenaustauschreaktionen laufen nach dem Mechanismus von S N -Typ-Reaktionen ab. Zum Beispiel:

Die in Tabelle 7.2 angegebenen Werte der Stabilitätskonstanten weisen darauf hin, dass aufgrund des Prozesses der Komplexbildung eine starke Bindung von Ionen in wässrigen Lösungen auftritt, was auf die Wirksamkeit der Verwendung dieser Art von Reaktion zur Bindung von Ionen, insbesondere bei mehrzähnigen Liganden, hinweist.

Tabelle 7.2. Stabilität von Zirkoniumkomplexen

Im Gegensatz zu Ionenaustauschreaktionen ist die Bildung von Komplexverbindungen oft kein quasi-augenblicklicher Prozess. Beispielsweise stellt sich bei der Reaktion von Eisen(III) mit Nitriltrimethylenphosphonsäure nach 4 Tagen das Gleichgewicht ein. Für die kinetischen Eigenschaften von Komplexen werden die Konzepte verwendet - labil(schnell reagierend) und untätig(reagiert langsam). Als labile Komplexe gelten nach G. Taube solche, die bei Raumtemperatur und einer Lösungskonzentration von 0,1 M für 1 min den Liganden vollständig austauschen. Es muss klar zwischen thermodynamischen Konzepten [stark (stabil) / zerbrechlich (instabil) unterschieden werden. ] und kinetische [inerte und labile] Komplexe.

In labilen Komplexen findet die Ligandensubstitution schnell statt und es stellt sich schnell ein Gleichgewicht ein. In inerten Komplexen verläuft die Ligandensubstitution langsam.

Somit ist der inerte Komplex 2 + in einem sauren Medium thermodynamisch instabil: die Instabilitätskonstante beträgt 10 –6 , und der labile Komplex 2– ist sehr stabil: die Stabilitätskonstante beträgt 10 –30 . Taube verbindet die Labilität von Komplexen mit der elektronischen Struktur des Zentralatoms. Die Trägheit von Komplexen ist hauptsächlich für Ionen mit unvollständiger d-Schale charakteristisch. Inerte Komplexe umfassen Co, Cr. Cyanidkomplexe vieler Kationen mit einem externen Gehalt an s 2 p 6 sind labil.

7.6. CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN VON KOMPLEXEN

Die Prozesse der Komplexbildung beeinflussen praktisch die Eigenschaften aller den Komplex bildenden Teilchen. Je stärker die Bindungen zwischen Ligand und Komplexbildner sind, desto weniger manifestieren sich die Eigenschaften von Zentralatom und Liganden in der Lösung und desto ausgeprägter sind die Eigenschaften des Komplexes.

Komplexe Verbindungen zeigen chemische und biologische Aktivität als Ergebnis der Koordinations-Ungesättigtheit des Zentralatoms (es gibt freie Orbitale) und des Vorhandenseins freier Elektronenpaare von Liganden. In diesem Fall hat der Komplex elektrophile und nucleophile Eigenschaften, die sich von denen des Zentralatoms und der Liganden unterscheiden.

Es ist notwendig, den Einfluss der Struktur der Hydrathülle des Komplexes auf die chemische und biologische Aktivität zu berücksichtigen. Der Bildungsprozess

Die Reduktion von Komplexen beeinflusst die Säure-Base-Eigenschaften der Komplexverbindung. Die Bildung komplexer Säuren geht mit einer Zunahme der Stärke der Säure bzw. Base einher. Wenn also aus einfachen Säuren komplexe Säuren gebildet werden, nimmt die Bindungsenergie mit H + -Ionen ab und die Stärke der Säure nimmt entsprechend zu. Wenn sich in der äußeren Sphäre ein OH - -Ion befindet, nimmt die Bindung zwischen dem Komplexkation und dem Hydroxidion der äußeren Sphäre ab und die basischen Eigenschaften des Komplexes nehmen zu. Beispielsweise ist Kupferhydroxid Cu(OH) 2 eine schwache, schwerlösliche Base. Unter Einwirkung von Ammoniak wird Kupferammoniak (OH) 2 gebildet. Die Ladungsdichte von 2 + nimmt im Vergleich zu Cu 2 + ab, die Bindung mit OH – -Ionen wird geschwächt und (OH) 2 verhält sich wie eine starke Base. Die Säure-Base-Eigenschaften der mit dem Komplexbildner assoziierten Liganden sind in der Regel ausgeprägter als deren Säure-Base-Eigenschaften im freien Zustand. Beispielsweise weisen Hämoglobin (Hb) oder Oxyhämoglobin (HbO 2 ) aufgrund der freien Carboxylgruppen des Globinproteins, das ein Ligand von HHb ↔ H + + Hb – ist, saure Eigenschaften auf. Gleichzeitig weist das Hämoglobin-Anion aufgrund der Aminogruppen des Globin-Proteins basische Eigenschaften auf und bindet daher das saure CO 2 -Oxid zum Carbaminohämoglobin-Anion (HbCO 2 -): CO 2 + Hb - ↔ HbCO 2 - .

Die Komplexe zeigen Redoxeigenschaften aufgrund von Redoxumwandlungen des Komplexbildners, der stabile Oxidationsstufen bildet. Der Prozess der Komplexierung beeinflusst stark die Werte der Reduktionspotentiale von d-Elementen. Wenn die reduzierte Form der Kationen einen stabileren Komplex mit dem gegebenen Liganden bildet als seine oxidierte Form, dann steigt der Wert des Potentials. Eine Abnahme des Potentialwerts tritt auf, wenn die oxidierte Form einen stabileren Komplex bildet. Beispielsweise wird Hämoglobin unter dem Einfluss von Oxidationsmitteln: Nitrite, Nitrate, NO 2 , H 2 O 2 durch Oxidation des Zentralatoms in Methämoglobin umgewandelt.

Das sechste Orbital wird bei der Bildung von Oxyhämoglobin verwendet. Das gleiche Orbital ist an der Bildung einer Bindung mit Kohlenmonoxid beteiligt. Als Ergebnis wird ein makrozyklischer Komplex mit Eisen gebildet - Carboxyhämoglobin. Dieser Komplex ist 200-mal stabiler als der Eisen-Sauerstoff-Komplex im Häm.

Reis. 7.1. Chemische Umwandlungen von Hämoglobin im menschlichen Körper. Schema aus dem Buch: Slesarev V.I. Grundlagen der lebendigen Chemie, 2000

Die Bildung von Komplexionen beeinflusst die katalytische Aktivität von Komplexionen. In einigen Fällen nimmt die Aktivität zu. Dies ist auf die Bildung großer Struktursysteme in Lösung zurückzuführen, die an der Bildung von Zwischenprodukten und einer Abnahme der Aktivierungsenergie der Reaktion teilnehmen können. Wird H 2 O 2 beispielsweise mit Cu 2+ oder NH 3 versetzt, wird der Zersetzungsprozess nicht beschleunigt. In Gegenwart des 2+-Komplexes, der in alkalischem Medium gebildet wird, wird die Zersetzung von Wasserstoffperoxid um das 40-Millionenfache beschleunigt.

Bei Hämoglobin kann man also die Eigenschaften komplexer Verbindungen berücksichtigen: Säure-Base, Komplexbildung und Redox.

7.7. KLASSIFIZIERUNG KOMPLEXER VERBINDUNGEN

Es gibt mehrere Klassifizierungssysteme für komplexe Verbindungen, die auf unterschiedlichen Prinzipien basieren.

1. Nach der Zugehörigkeit einer Komplexverbindung zu einer bestimmten Verbindungsklasse:

Komplexe Säuren H 2 ;

Komplexe Basen OH;

Komplexsalze K 4 .

2. Durch die Natur des Liganden: Aquakomplexe, Ammoniakate, Acidokomplexe (Anionen verschiedener Säuren, K 4, wirken als Liganden; Hydroxokomplexe (Hydroxylgruppen, K 3, als Liganden); Komplexe mit makrocyclischen Liganden, in denen zentral Atom.

3. Durch das Vorzeichen der Ladung des Komplexes: kationisch - komplexes Kation in der Komplexverbindung Cl 3; anionisch - ein komplexes Anion in einer komplexen Verbindung K; neutral - die Ladung des Komplexes ist 0. Die Komplexverbindung der äußeren Sphäre hat beispielsweise nicht . Dies ist die Formel für ein Krebsmedikament.

4. Entsprechend der internen Struktur des Komplexes:

a) abhängig von der Atomzahl des Komplexbildners: einkernig– die Zusammensetzung des Komplexpartikels umfasst ein Atom des Komplexbildners, beispielsweise Cl 3 ; mehrkernig- In der Zusammensetzung des Komplexpartikels befinden sich mehrere Atome des Komplexbildners - ein Eisen-Protein-Komplex:

b) Abhängig von der Anzahl der Arten von Liganden werden Komplexe unterschieden: homogen (Einzelligand), einen Ligandentyp enthaltend, zum Beispiel 2+, und heterogen (mehrere Liganden)– zwei Arten von Liganden oder mehr, zum Beispiel Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 . Der Komplex umfasst NH 3 - und Cl – -Liganden. Für Komplexverbindungen mit unterschiedlichen Liganden in der inneren Sphäre ist geometrische Isomerie charakteristisch, wenn bei gleicher Zusammensetzung der inneren Sphäre die darin enthaltenen Liganden unterschiedlich zueinander angeordnet sind.

Geometrische Isomere komplexer Verbindungen unterscheiden sich nicht nur in physikalischen und chemischen Eigenschaften, sondern auch in der biologischen Aktivität. Das cis-Isomer von Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 hat eine ausgeprägte Antitumoraktivität, das trans-Isomer jedoch nicht;

c) Abhängig von der Dentizität der Liganden, die mononukleare Komplexe bilden, können die folgenden Gruppen unterschieden werden:

Einkernige Komplexe mit einzähnigen Liganden, zB 3+ ;

Einkernige Komplexe mit mehrzähnigen Liganden. Komplexe Verbindungen mit mehrzähnigen Liganden werden genannt Chelatbildner;

d) cyclische und acyclische Formen von Komplexverbindungen.

7.8. Chelatkomplexe. Komplexe. KOMPLEXONATE

Als zyklische Strukturen werden solche bezeichnet, die durch Anlagerung eines Metallions an zwei oder mehr zu einem Chelatbildnermolekül gehörende Donoratome entstehen Chelatverbindungen. Zum Beispiel Kupferglycinat:

Bei ihnen führt der Komplexbildner gewissermaßen ins Innere des Liganden, ist von Bindungen wie Klauen umschlossen, daher sind sie unter sonst gleichen Bedingungen stabiler als Verbindungen, die keine Zyklen enthalten. Am stabilsten sind Zyklen, die aus fünf oder sechs Gliedern bestehen. Diese Regel wurde zuerst von L.A. Tschugajew. Unterschied

Stabilität des Chelatkomplexes und die Stabilität seines nichtzyklischen Analogons genannt Chelat-Effekt.

Mehrzähnige Liganden, die zwei Arten von Gruppen enthalten, wirken als Chelatbildner:

1) Gruppen, die aufgrund von Austauschreaktionen kovalente polare Bindungen bilden können (Protonendonatoren, Elektronenpaarakzeptoren) -CH 2 COOH, -CH 2 PO (OH) 2, -CH 2 SO 2 OH, - Säuregruppen (Zentren);

2) Elektronenpaar-Donorgruppen: ≡N, >NH, >C=O, -S-, -OH, -Hauptgruppen (Zentren).

Wenn solche Liganden die innere Koordinationssphäre des Komplexes sättigen und die Ladung des Metallions vollständig neutralisieren, werden die Verbindungen aufgerufen intrakomplex. Beispielsweise Kupferglycinat. In diesem Komplex gibt es keine äußere Sphäre.

Eine große Gruppe organischer Substanzen, die basische und saure Zentren im Molekül enthalten, wird als bezeichnet Komplexone. Dies sind mehrbasige Säuren. Chelatverbindungen, die von Komplexonen bei der Wechselwirkung mit Metallionen gebildet werden, werden genannt komplexoniert, zum Beispiel Magnesiumkomplexonat mit Ethylendiamintetraessigsäure:

In wässriger Lösung liegt der Komplex in anionischer Form vor.

Komplexone und Komplexonate sind ein einfaches Modell komplexerer Verbindungen lebender Organismen: Aminosäuren, Polypeptide, Proteine, Nukleinsäuren, Enzyme, Vitamine und viele andere endogene Verbindungen.

Derzeit wird eine große Auswahl an synthetischen Komplexonen mit verschiedenen funktionellen Gruppen hergestellt. Die Formeln der Hauptkomplexone sind unten dargestellt:

Komplexone können unter bestimmten Bedingungen ungeteilte Elektronenpaare (mehrere) für die Bildung einer koordinativen Bindung mit einem Metallion (s-, p- oder d-Element) bereitstellen. Als Ergebnis werden stabile chelatartige Verbindungen mit 4-, 5-, 6- oder 8-gliedrigen Ringen gebildet. Die Reaktion läuft über einen weiten pH-Bereich ab. Je nach pH-Wert, Art des Komplexbildners, dessen Verhältnis zum Liganden entstehen Komplexonate unterschiedlicher Stärke und Löslichkeit. Die Chemie der Komplexonatbildung lässt sich am Beispiel des Natriumsalzes von EDTA (Na 2 H 2 Y), das in wässriger Lösung dissoziiert, durch Gleichungen darstellen: Na 2 H 2 Y→ 2Na + + H 2 Y 2- , und das H 2 Y 2- Ion interagiert mit Ionen Metallen, unabhängig vom Oxidationsgrad des Metallkations, meistens interagiert ein Metallion (1:1) mit einem Komplexonmolekül. Die Reaktion verläuft quantitativ (Kp > 10 9).

Komplexone und Komplexonate zeigen amphotere Eigenschaften in einem weiten pH-Bereich, die Fähigkeit zur Teilnahme an Oxidations-Reduktions-Reaktionen, Komplexbildung, bilden Verbindungen mit verschiedenen Eigenschaften in Abhängigkeit vom Oxidationsgrad des Metalls, seiner Koordinationssättigung und haben elektrophile und nukleophile Eigenschaften . All dies bestimmt die Fähigkeit, eine große Anzahl von Partikeln zu binden, wodurch eine kleine Menge Reagenz große und vielfältige Probleme lösen kann.

Ein weiterer unbestreitbarer Vorteil von Komplexonen und Komplexonaten ist ihre geringe Toxizität und die Fähigkeit, toxische Partikel umzuwandeln

in wenig toxische oder sogar biologisch aktive. Abbauprodukte von Komplexonaten reichern sich nicht im Körper an und sind unbedenklich. Das dritte Merkmal von Komplexonaten ist die Möglichkeit ihrer Verwendung als Quelle von Spurenelementen.

Die erhöhte Verdaulichkeit beruht darauf, dass das Spurenelement in biologisch aktiver Form eingebracht wird und eine hohe Membrandurchlässigkeit aufweist.

7.9. Phosphorhaltige Metallkomplexe – eine wirksame Form der Umwandlung von Mikro- und Makroelementen in einen biologisch aktiven Zustand und ein Modell zur Untersuchung der biologischen Wirkung chemischer Elemente

Konzept biologische Aktivität deckt ein breites Spektrum an Phänomenen ab. Aus Sicht der chemischen Wirkung werden biologisch aktive Substanzen (BAS) allgemein als Substanzen verstanden, die auf biologische Systeme einwirken können und deren Vitalaktivität regulieren.

Die Fähigkeit zu einer solchen Wirkung wird als die Fähigkeit interpretiert, biologische Aktivität zu zeigen. Regulierung kann sich in den Wirkungen von Stimulation, Unterdrückung, Entwicklung bestimmter Wirkungen manifestieren. Die extreme Manifestation der biologischen Aktivität ist biozide Wirkung, wenn infolge der Einwirkung eines bioziden Stoffes auf den Körper dieser abstirbt. In niedrigeren Konzentrationen haben Biozide in den meisten Fällen eher eine stimulierende als eine tödliche Wirkung auf lebende Organismen.

Derzeit ist eine Vielzahl solcher Substanzen bekannt. Nichtsdestotrotz wird in vielen Fällen die Verwendung bekannter biologisch aktiver Substanzen ungenügend verwendet, oft mit einer weit vom Maximum entfernten Effizienz, und die Verwendung führt oft zu Nebenwirkungen, die durch das Einbringen von Modifikatoren in die biologisch aktiven Substanzen beseitigt werden können.

Phosphorhaltige Komplexonate bilden je nach Art, Oxidationsgrad des Metalls, Koordinationssättigung, Zusammensetzung und Struktur der Hydrathülle Verbindungen mit unterschiedlichen Eigenschaften. All dies bestimmt die Multifunktionalität von Komplexonaten, ihre einzigartige Fähigkeit zur substöchiometrischen Wirkung,

die Wirkung eines gemeinsamen Ions und bietet breite Anwendung in Medizin, Biologie, Ökologie und in verschiedenen Bereichen der Volkswirtschaft.

Wenn das Metallion das Komplexon koordiniert, wird die Elektronendichte neu verteilt. Durch die Beteiligung eines freien Elektronenpaares an der Donor-Akzeptor-Wechselwirkung verschiebt sich die Elektronendichte des Liganden (Komplexon) zum Zentralatom. Eine Abnahme der relativ negativen Ladung auf dem Liganden trägt zu einer Abnahme der Coulomb-Abstoßung der Reagenzien bei. Daher wird der koordinierte Ligand für einen Angriff durch ein nukleophiles Reagens zugänglicher, das einen Überschuss an Elektronendichte am Reaktionszentrum aufweist. Die Verschiebung der Elektronendichte vom Komplexon zum Metallion führt zu einer relativen Erhöhung der positiven Ladung des Kohlenstoffatoms und damit zu einer Erleichterung seines Angriffs durch das nukleophile Reagenz, das Hydroxylion. Unter den Enzymen, die Stoffwechselvorgänge in biologischen Systemen katalysieren, nimmt der hydroxylierte Komplex einen der zentralen Plätze im Mechanismus der enzymatischen Wirkung und Entgiftung des Körpers ein. Durch die Mehrpunktwechselwirkung des Enzyms mit dem Substrat erfolgt eine Orientierung, die die Konvergenz aktiver Gruppen im aktiven Zentrum und die Überführung der Reaktion in das intramolekulare Regime sicherstellt, bevor die Reaktion einsetzt und der Übergangszustand gebildet wird, welches die enzymatische Funktion von FCM gewährleistet. Konformationsänderungen können in Enzymmolekülen auftreten. Die Koordination schafft zusätzliche Bedingungen für die Redox-Wechselwirkung zwischen Zentralion und Ligand, da zwischen dem Oxidationsmittel und dem Reduktionsmittel eine direkte Bindung aufgebaut wird, die für den Elektronentransfer sorgt. FCM-Übergangsmetallkomplexe können durch Elektronenübergänge vom L-M-, M-L-, M-L-M-Typ charakterisiert werden, an denen die Orbitale sowohl des Metalls (M) als auch der Liganden (L) teilnehmen, die jeweils im Komplex durch Donor-Akzeptor-Bindungen verbunden sind. Komplexone können als Brücke dienen, entlang der die Elektronen mehrkerniger Komplexe zwischen den Zentralatomen eines oder verschiedener Elemente in unterschiedlichen Oxidationsstufen oszillieren. (Elektronen- und Protonentransportkomplexe). Komplexone bestimmen die reduzierenden Eigenschaften von Metallkomplexonaten, wodurch sie hohe antioxidative, adaptogene Eigenschaften und homöostatische Funktionen aufweisen.

Komplexone wandeln also Mikroelemente in eine biologisch aktive, für den Körper zugängliche Form um. Sie bilden stabil

stärker koordinativ gesättigte Partikel, die Biokomplexe nicht zerstören können, und folglich Formen mit geringer Toxizität. Komplexonate wirken günstigerweise in Verletzung der Homöostase der Mikroelemente des Körpers. Ionen von Übergangselementen in Komplexonatform wirken im Körper als Faktor, der die hohe Empfindlichkeit der Zellen gegenüber Mikroelementen durch ihre Beteiligung an der Schaffung eines hohen Konzentrationsgradienten, des Membranpotentials, bestimmt. Übergangsmetallkomplexonate FKM haben bioregulatorische Eigenschaften.

Das Vorhandensein von sauren und basischen Zentren in der Zusammensetzung von FCM sorgt für amphotere Eigenschaften und ihre Beteiligung an der Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts (isohydrischer Zustand).

Mit zunehmender Anzahl von Phosphonsäuregruppen in der Zusammensetzung des Komplexons ändern sich die Zusammensetzung und die Bedingungen für die Bildung löslicher und schwerlöslicher Komplexe. Eine Erhöhung der Zahl der Phosphonsäuregruppen begünstigt die Bildung schwerlöslicher Komplexe in einem breiteren pH-Bereich und verschiebt den Bereich ihrer Existenz in den sauren Bereich. Die Zersetzung der Komplexe erfolgt bei einem pH-Wert von mehr als 9.

Die Untersuchung der Prozesse der Komplexbildung mit Komplexonen ermöglichte die Entwicklung von Methoden zur Synthese von Bioregulatoren:

Wuchsförderer mit verlängerter Wirkung in kolloidchemischer Form sind mehrkernige Homo- und Heterokomplexverbindungen von Titan und Eisen;

Wachstumsförderer in wasserlöslicher Form. Dies sind Titankomplexonate mit gemischten Liganden auf der Basis von Komplexonen und einem anorganischen Liganden;

Wachstumshemmer - phosphorhaltige Komplexonate von S-Elementen.

Die biologische Wirkung der synthetisierten Präparate auf Wachstum und Entwicklung wurde in einem chronischen Versuch an Pflanzen, Tieren und Menschen untersucht.

Bioregulation- Dies ist eine neue wissenschaftliche Richtung, mit der Sie die Richtung und Intensität biochemischer Prozesse regulieren können, die in der Medizin, Tierhaltung und Pflanzenproduktion weit verbreitet sind. Es ist mit der Entwicklung von Wegen zur Wiederherstellung der physiologischen Funktion des Körpers verbunden, um Krankheiten und altersbedingten Pathologien vorzubeugen und zu behandeln. Komplexone und darauf basierende Komplexverbindungen können als vielversprechende biologisch aktive Verbindungen klassifiziert werden. Die Untersuchung ihrer biologischen Wirkung in einem chronischen Experiment zeigte, dass die Chemie in die Hände von Ärzten fiel,

Viehzüchter, Agronomen und Biologen, ein neues vielversprechendes Werkzeug, mit dem Sie eine lebende Zelle aktiv beeinflussen, die Ernährungsbedingungen, das Wachstum und die Entwicklung lebender Organismen regulieren können.

Eine Studie zur Toxizität der verwendeten Komplexone und Komplexonate zeigte das völlige Fehlen der Wirkung von Arzneimitteln auf die hämatopoetischen Organe, den Blutdruck, die Erregbarkeit und die Atemfrequenz: Es wurde keine Veränderung der Leberfunktion festgestellt, keine toxikologische Wirkung auf die Morphologie von Geweben und Organe festgestellt wurden. Kaliumsalz von HEDP hat keine Toxizität bei einer Dosis, die 5–10 Mal höher ist als die therapeutische Dosis (10–20 mg/kg) in der Studie über 181 Tage. Komplexone werden daher als wenig toxische Verbindungen eingestuft. Sie werden als Arzneimittel zur Bekämpfung von Viruserkrankungen, Vergiftungen durch Schwermetalle und radioaktive Elemente, Störungen des Kalziumstoffwechsels, endemische Krankheiten und Ungleichgewicht der Mikroelemente im Körper eingesetzt. Phosphorhaltige Komplexone und Komplexonate unterliegen keiner Photolyse.

Die fortschreitende Belastung der Umwelt mit Schwermetallen – Produkten menschlicher Wirtschaftstätigkeit – ist ein permanenter Umweltfaktor. Sie können sich im Körper anreichern. Überschuss und Mangel an ihnen verursachen eine Vergiftung des Körpers.

Metallkomplexonate behalten die chelatbildende Wirkung auf den Liganden (Komplexon) im Körper und sind für die Aufrechterhaltung der Metallliganden-Homöostase unverzichtbar. Eingebaute Schwermetalle werden im Körper bis zu einem gewissen Grad neutralisiert, und eine geringe Resorptionskapazität verhindert die Übertragung von Metallen entlang trophischer Ketten, was zu einer gewissen „Biominisierung“ ihrer toxischen Wirkung führt, was besonders für den Ural wichtig ist Region. Beispielsweise gehört das freie Bleiion zu den Thiolgiften, und das starke Komplexonat von Blei mit Ethylendiamintetraessigsäure ist von geringer Toxizität. Daher besteht die Entgiftung von Pflanzen und Tieren in der Verwendung von Metallkomplexonaten. Es basiert auf zwei thermodynamischen Prinzipien: ihrer Fähigkeit, starke Bindungen mit toxischen Partikeln einzugehen und sie in einer wässrigen Lösung in schwer lösliche oder stabile Verbindungen umzuwandeln; ihre Unfähigkeit, endogene Biokomplexe zu zerstören. In diesem Zusammenhang betrachten wir eine wichtige Richtung im Kampf gegen die Umweltvergiftung und die Gewinnung umweltfreundlicher Produkte - dies ist eine komplexe Therapie von Pflanzen und Tieren.

Es wurde eine Studie über die Wirkung einer Pflanzenbehandlung mit Komplexonaten verschiedener Metalle unter intensiver Kultivierungstechnologie durchgeführt.

Kartoffeln auf die Mikroelementzusammensetzung von Kartoffelknollen. Knollenproben enthielten 105-116 mg/kg Eisen, 16-20 mg/kg Mangan, 13-18 mg/kg Kupfer und 11-15 mg/kg Zink. Das Verhältnis und der Gehalt an Mikroelementen sind typisch für Pflanzengewebe. Knollen, die mit und ohne Verwendung von Metallkomplexonaten gezüchtet werden, haben fast die gleiche elementare Zusammensetzung. Die Verwendung von Chelaten schafft keine Bedingungen für die Anreicherung von Schwermetallen in Knollen. Komplexonate werden in geringerem Maße als Metallionen vom Boden sorbiert und sind resistent gegen ihre mikrobiologischen Wirkungen, wodurch sie lange in der Bodenlösung verbleiben können. Die Nachwirkung beträgt 3-4 Jahre. Sie lassen sich gut mit verschiedenen Pestiziden kombinieren. Das Metall im Komplex hat eine geringere Toxizität. Phosphorhaltige Metallkomplexonate reizen die Augenschleimhaut nicht und schädigen die Haut nicht. Sensibilisierende Eigenschaften wurden nicht identifiziert, die kumulativen Eigenschaften von Titankomplexonaten sind nicht ausgeprägt und in einigen Fällen sehr schwach ausgeprägt. Der Kumulationskoeffizient beträgt 0,9–3,0, was auf eine geringe potenzielle Gefahr einer chronischen Arzneimittelvergiftung hinweist.

Phosphorhaltige Komplexe basieren auf der Phosphor-Kohlenstoff-Bindung (C-P), die auch in biologischen Systemen vorkommt. Es ist Bestandteil der Phosphonolipide, Phosphonoglykane und Phosphoproteine ​​der Zellmembranen. Lipide, die Aminophosphonverbindungen enthalten, sind beständig gegen enzymatische Hydrolyse, sorgen für Stabilität und folglich für eine normale Funktion der äußeren Zellmembranen. Synthetische Analoga von Pyrophosphaten - Diphosphonate (Р-С-Р) oder (Р-С-С-Р) stören in großen Dosen den Calciumstoffwechsel und normalisieren ihn in kleinen Dosen. Diphosphonate sind bei Hyperlipämie wirksam und pharmakologisch vielversprechend.

Diphosphonate mit P-C-P-Bindungen sind Strukturelemente von Biosystemen. Sie sind biologisch wirksam und Analoga von Pyrophosphaten. Diphosphonate haben sich bei der Behandlung verschiedener Krankheiten als wirksam erwiesen. Diphosphonate sind aktive Inhibitoren der Knochenmineralisierung und -resorption. Komplexone wandeln Mikroelemente in eine für den Körper zugängliche biologisch aktive Form um, bilden stabile, koordinativ gesättigte Partikel, die Biokomplexe nicht zerstören können, und daher Formen mit geringer Toxizität. Sie bestimmen die hohe Empfindlichkeit von Zellen gegenüber Spurenelementen, die an der Bildung eines hohen Konzentrationsgradienten beteiligt sind. Kann an der Bildung mehrkerniger Titanverbindungen teilnehmen

eines anderen Typs - Elektronen- und Protonentransportkomplexe, beteiligen sich an der Bioregulation von Stoffwechselprozessen, der Widerstandsfähigkeit des Körpers, der Fähigkeit, Bindungen mit toxischen Partikeln einzugehen und sie in schwerlösliche oder lösliche, stabile, nicht destruktive endogene Komplexe umzuwandeln. Daher ist ihr Einsatz zur Entgiftung, Ausscheidung aus dem Körper, zur Gewinnung umweltfreundlicher Produkte (Komplextherapie) sowie in der Industrie zur Aufbereitung und Entsorgung von Industrieabfällen von anorganischen Säuren und Übergangsmetallsalzen sehr vielversprechend.

7.10. LIGANDENAUSTAUSCH UND METALLAUSTAUSCH

BALANCE. CHELATHERAPIE

Sind mehrere Liganden mit einem Metallion oder mehrere Metallionen mit einem komplexverbindungsfähigen Liganden im System vorhanden, so werden konkurrierende Prozesse beobachtet: Im ersten Fall ist das Liganden-Austausch-Gleichgewicht eine Konkurrenz zwischen Liganden um ein Metallion, in Im zweiten Fall ist das Metallaustauschgleichgewicht die Konkurrenz zwischen Metallionen um den Liganden. Der Prozess der Bildung des dauerhaftesten Komplexes wird sich durchsetzen. In Lösung befinden sich beispielsweise Ionen: Magnesium, Zink, Eisen (III), Kupfer, Chrom (II), Eisen (II) und Mangan (II). Wenn in diese Lösung eine kleine Menge Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) eingebracht wird, kommt es zu einer Konkurrenz zwischen Metallionen und einer Bindung an den Eisen(III)-Komplex, da dieser mit EDTA den stabilsten Komplex bildet.

Wechselwirkungen von Biometallen (Mb) und Bioliganden (Lb), Bildung und Zerstörung lebenswichtiger Biokomplexe (MbLb) finden im Körper ständig statt:

Im Körper von Menschen, Tieren und Pflanzen gibt es verschiedene Mechanismen, um dieses Gleichgewicht vor verschiedenen Xenobiotika (Fremdstoffen), einschließlich Schwermetallionen, zu schützen und aufrechtzuerhalten. Nicht komplexgebundene Ionen von Schwermetallen und deren Hydroxokomplexe sind toxische Partikel (Mt). In diesen Fällen kann neben dem natürlichen Metall-Ligand-Gleichgewicht ein neues Gleichgewicht entstehen, bei dem stabilere Fremdkomplexe mit toxischen Metallen (MtLb) oder toxischen Liganden (MbLt) gebildet werden, die nicht erfüllt werden

wesentliche biologische Funktionen. Wenn exogene toxische Partikel in den Körper gelangen, entstehen kombinierte Gleichgewichte und als Ergebnis kommt es zu einer Konkurrenz von Prozessen. Der vorherrschende Prozess wird derjenige sein, der zur Bildung der stabilsten Komplexverbindung führt:

Verletzungen der Metallliganden-Homöostase verursachen Stoffwechselstörungen, hemmen die Aktivität von Enzymen, zerstören wichtige Metaboliten wie ATP, Zellmembranen und stören den Ionenkonzentrationsgradienten in Zellen. Daher werden künstliche Schutzsysteme geschaffen. Die Chelat-Therapie (Komplextherapie) findet in dieser Methode ihren gebührenden Platz.

Chelat-Therapie ist die Entfernung von toxischen Partikeln aus dem Körper, basierend auf ihrer Chelatbildung mit S-Element-Komplexonaten. Medikamente, die verwendet werden, um toxische Partikel zu entfernen, die in den Körper aufgenommen werden, werden Entgiftungsmittel genannt.(Lg). Die Chelatisierung toxischer Spezies mit Metallkomplexonaten (Lg) wandelt toxische Metallionen (Mt) in ungiftige (MtLg) gebundene Formen um, die für Isolierung und Membranpermeation, Transport und Ausscheidung aus dem Körper geeignet sind. Sie behalten sowohl für den Liganden (Komplexon) als auch für das Metallion eine chelatbildende Wirkung im Körper. Dadurch wird die Metallliganden-Homöostase des Körpers sichergestellt. Daher sorgt die Verwendung von Komplexonaten in der Medizin, Tierhaltung und Pflanzenproduktion für eine Entgiftung des Körpers.

Die grundlegenden thermodynamischen Prinzipien der Chelattherapie können in zwei Positionen formuliert werden.

I. Ein Entgiftungsmittel (Lg) muss giftige Ionen (Mt, Lt) effektiv binden, neu gebildete Verbindungen (MtLg) müssen stärker sein als die im Körper vorhandenen:

II. Der Entgifter sollte lebenswichtige Komplexverbindungen (MbLb) nicht zerstören; Verbindungen, die während der Wechselwirkung eines Entgiftungsmittels mit Biometallionen (MbLg) gebildet werden können, sollten weniger stark sein als die im Körper vorhandenen:

7.11. ANWENDUNG VON KOMPLEXEN UND KOMPLEXONATEN IN DER MEDIZIN

Komplexonmoleküle erfahren praktisch keine Aufspaltung oder Veränderung in der biologischen Umgebung, was ihre wichtige pharmakologische Eigenschaft ist. Komplexone sind in Lipiden unlöslich und in Wasser hochlöslich, so dass sie Zellmembranen nicht oder schlecht durchdringen und daher: 1) nicht durch den Darm ausgeschieden werden; 2) Die Absorption von Komplexbildnern erfolgt nur, wenn sie injiziert werden (nur Penicillamin wird oral eingenommen); 3) im Körper zirkulieren Komplexone hauptsächlich im extrazellulären Raum; 4) Die Ausscheidung aus dem Körper erfolgt hauptsächlich über die Nieren. Dieser Vorgang ist schnell.

Substanzen, die die Wirkung von Giften auf biologische Strukturen beseitigen und Gifte durch chemische Reaktionen inaktivieren, werden genannt Gegenmittel.

Eines der ersten Antidote, das in der Chelat-Therapie verwendet wurde, ist British Anti-Lewisite (BAL). Unithiol wird derzeit verwendet:

Dieses Medikament entfernt effektiv Arsen, Quecksilber, Chrom und Wismut aus dem Körper. Die am häufigsten verwendeten für Vergiftungen mit Zink, Cadmium, Blei und Quecksilber sind Komplexone und Komplexonate. Ihre Verwendung basiert auf der Bildung stärkerer Komplexe mit Metallionen als Komplexe derselben Ionen mit schwefelhaltigen Gruppen von Proteinen, Aminosäuren und Kohlenhydraten. EDTA-Präparate werden zur Entfernung von Blei verwendet. Die Einführung großer Dosen von Medikamenten in den Körper ist gefährlich, da sie Calciumionen binden, was zu einer Störung vieler Funktionen führt. Bewerben Sie sich daher Tetacin(CaNa 2 EDTA), das zur Entfernung von Blei, Cadmium, Quecksilber, Yttrium, Cer und anderen Seltenerdmetallen sowie Kobalt verwendet wird.

Seit der ersten therapeutischen Anwendung von Tetacin im Jahr 1952 ist dieses Medikament in der Klinik für Berufskrankheiten weit verbreitet und ist nach wie vor ein unverzichtbares Antidot. Der Wirkungsmechanismus von Tetacin ist sehr interessant. Ionen-Toxika verdrängen das koordinierte Calciumion von Tetacin aufgrund der Bildung stärkerer Bindungen mit Sauerstoff und EDTA. Das Calcium-Ion wiederum verdrängt die beiden verbleibenden Natrium-Ionen:

Tetacin wird in Form einer 5-10% igen Lösung in den Körper eingeführt, deren Basis Kochsalzlösung ist. So verbleiben bereits 1,5 Stunden nach der intraperitonealen Injektion 15% der verabreichten Tetacin-Dosis im Körper, nach 6 Stunden - 3% und nach 2 Tagen - nur 0,5%. Das Medikament wirkt effektiv und schnell, wenn die Inhalationsmethode der Tetacin-Verabreichung verwendet wird. Es wird schnell resorbiert und zirkuliert lange im Blut. Darüber hinaus wird Tetacin zum Schutz vor Gasbrand eingesetzt. Es hemmt die Wirkung von Zink- und Kobaltionen, die Aktivatoren des Enzyms Lecithinase sind, das ein Gasbrand-Toxin ist.

Die Bindung von Giftstoffen durch Tetacin zu einem ungiftigen und haltbareren Chelatkomplex, der nicht zerstört und über die Nieren leicht aus dem Körper ausgeschieden wird, sorgt für Entgiftung und ausgewogene Mineralstoffversorgung. Nahe in Struktur und Zusammensetzung an Vor-

paratam EDTA ist das Natrium-Calcium-Salz der Diethylentriamin-Pentaessigsäure (CaNa 3 DTPA) - Pentacin und Natriumsalz von Diethylentriaminpentaphosphonsäure (Na 6 DTPF) - Trimefacin. Pentacin wird hauptsächlich zur Vergiftung mit Eisen-, Cadmium- und Bleiverbindungen sowie zur Entfernung von Radionukliden (Technetium, Plutonium, Uran) verwendet.

Natriumsalz der Ethylendiamindiisopropylphosphonsäure (СаNa 2 EDTP) Phosphicin erfolgreich verwendet, um Quecksilber, Blei, Beryllium, Mangan, Aktinide und andere Metalle aus dem Körper zu entfernen. Komplexonate sind sehr wirksam bei der Entfernung einiger toxischer Anionen. Beispielsweise kann Cobalt(II)ethylendiamintetraacetat, das mit CN – einen gemischten Ligandenkomplex bildet, als Antidot für eine Cyanidvergiftung empfohlen werden. Ein ähnliches Prinzip liegt Verfahren zur Entfernung toxischer organischer Substanzen zugrunde, einschließlich Pestiziden, die funktionelle Gruppen mit Donoratomen enthalten, die in der Lage sind, mit dem Komplexonatmetall in Wechselwirkung zu treten.

Ein wirksames Medikament ist Succimer(Dimercaptobernsteinsäure, Dimercaptobernsteinsäure, Chemet). Es bindet stark fast alle Giftstoffe (Hg, As, Pb, Cd), entfernt aber Ionen biogener Elemente (Cu, Fe, Zn, Co) aus dem Körper, sodass es fast nie verwendet wird.

Phosphorhaltige Komplexonate sind starke Inhibitoren der Kristallbildung von Phosphaten und Calciumoxalaten. Als kalzifizierungshemmendes Medikament bei der Behandlung von Urolithiasis wird Ksidifon, ein Kalium-Natriumsalz von HEDP, vorgeschlagen. Darüber hinaus erhöhen Diphosphonate in minimalen Dosen den Einbau von Calcium in das Knochengewebe und verhindern dessen pathologischen Austritt aus den Knochen. HEDP und andere Diphosphonate verhindern verschiedene Arten von Osteoporose, einschließlich renaler Osteodystrophie, Parodontose

ny Zerstörung, sowie die Zerstörung des transplantierten Knochens bei Tieren. Auch die antiatherosklerotische Wirkung von HEDP wurde beschrieben.

In den USA wurde eine Reihe von Diphosphonaten, insbesondere HEDP, als pharmazeutische Präparate zur Behandlung von Menschen und Tieren, die an metastasiertem Knochenkrebs leiden, vorgeschlagen. Durch die Regulierung der Membranpermeabilität fördern Bisphosphonate den Transport von Antitumor-Medikamenten in die Zelle und damit die wirksame Behandlung verschiedener onkologischer Erkrankungen.

Eines der dringendsten Probleme der modernen Medizin ist die Aufgabe der schnellen Diagnose verschiedener Krankheiten. In diesem Aspekt ist eine neue Klasse von Präparaten von unzweifelhaftem Interesse, die Kationen enthalten, die in der Lage sind, die Funktionen einer Sonde zu erfüllen – radioaktive Magnetorelaxation und fluoreszierende Markierungen. Radioisotope bestimmter Metalle werden als Hauptbestandteile von Radiopharmaka verwendet. Die Chelatisierung der Kationen dieser Isotope mit Komplexonen ermöglicht es, deren toxikologische Verträglichkeit für den Körper zu erhöhen, ihren Transport zu erleichtern und in gewissen Grenzen die Selektivität der Anreicherung in verschiedenen Organen zu gewährleisten.

Diese Beispiele erschöpfen keineswegs die ganze Vielfalt der Anwendungsformen von Komplexonaten in der Medizin. So wird das Dikaliumsalz von Mverwendet, um den Flüssigkeitsgehalt in Geweben in der Pathologie zu regulieren. EDTA wird als Teil von gerinnungshemmenden Suspensionen verwendet, die bei der Trennung von Blutplasma, als Stabilisator von Adenosintriphosphat bei der Bestimmung von Blutzucker, bei der Klärung und Aufbewahrung von Kontaktlinsen verwendet werden. Diphosphonate werden in großem Umfang zur Behandlung von rheumatoiden Erkrankungen eingesetzt. Sie sind besonders wirksam als Antiarthritika in Kombination mit entzündungshemmenden Mitteln.

7.12. KOMPLEXE MIT MAKROCYCLISCHEN VERBINDUNGEN

Unter den natürlichen Komplexverbindungen nehmen Makrokomplexe auf der Basis zyklischer Polypeptide mit inneren Hohlräumen bestimmter Größe einen besonderen Platz ein, in denen mehrere sauerstoffhaltige Gruppen vorhanden sind, die Kationen dieser Metalle, einschließlich Natrium und Kalium, binden können, deren Abmessungen dem entsprechen Abmessungen des Hohlraums. Solche Substanzen sind biologisch

Reis. 7.2. Komplex von Valinomycin mit K+-Ion

ical Materialien, sorgen für den Transport von Ionen durch Membranen und werden daher genannt Ionophore. Beispielsweise transportiert Valinomycin ein Kaliumion durch die Membran (Abb. 7.2).

Mit Hilfe eines anderen Polypeptids - Gramicidin A Natriumkationen werden durch den Relaismechanismus transportiert. Dieses Polypeptid wird zu einer "Röhre" gefaltet, deren innere Oberfläche mit sauerstoffhaltigen Gruppen ausgekleidet ist. Das Ergebnis ist

ein ausreichend langer hydrophiler Kanal mit einem bestimmten Querschnitt, der der Größe des Natriumions entspricht. Das Natriumion, das von einer Seite in den hydrophilen Kanal eintritt, wird wie ein Staffellauf durch einen ionenleitenden Kanal von einer zur anderen Sauerstoffgruppe übertragen.

So hat ein zyklisches Polypeptidmolekül einen intramolekularen Hohlraum, in den ein Substrat bestimmter Größe und Geometrie nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip eintreten kann. Der Hohlraum solcher inneren Rezeptoren ist mit aktiven Zentren (Endorezeptoren) ausgekleidet. Je nach Art des Metallions können nicht-kovalente Wechselwirkungen (elektrostatische, Wasserstoffbrückenbindungen, Van-der-Waals-Kräfte) mit Alkalimetallen und kovalente Wechselwirkungen mit Erdalkalimetallen auftreten. Und folglich, Supramoleküle- komplexe Assoziate, die aus zwei oder mehr Teilchen bestehen, die durch intermolekulare Kräfte zusammengehalten werden.

Am häufigsten in der lebenden Natur sind vierzähnige Makrocyclen - Porphine und Corrinoide, die ihnen in ihrer Struktur nahe stehen. Schematisch kann der Tetradent-Zyklus in der folgenden Form dargestellt werden (Abb. 7.3), wobei die Bögen die gleiche Art von Kohlenstoffketten bedeuten, die Donor-Stickstoffatome in einem geschlossenen Zyklus verbinden; R 1 , R 2 , R 3 , P 4 Kohlenwasserstoffreste sind; M n+ - Metallion: im Chlorophyll Mg 2+ -Ion, im Hämoglobin Fe 2+ -Ion, im Hämocyanin Cu 2+ -Ion, im Vitamin B 12 (Cobalamin) Co 3+ -Ion.

Donor-Stickstoffatome befinden sich an den Ecken des Quadrats (angedeutet durch die gepunktete Linie). Sie sind räumlich eng aufeinander abgestimmt. So

Porphyrine und Corrinoide bilden starke Komplexe mit Kationen verschiedener Elemente und sogar Erdalkalimetallen. Das ist bezeichnend Unabhängig von der Dentizität des Liganden werden die chemische Bindung und die Struktur des Komplexes durch Donoratome bestimmt. Beispielsweise haben Kupferkomplexe mit NH 3 , Ethylendiamin und Porphyrin dieselbe quadratische Struktur und eine ähnliche elektronische Konfiguration. Aber mehrzähnige Liganden binden viel stärker an Metallionen als einzähnige Liganden.

Reis. 7.3. Vierzähniger Makrocyclus

mit den gleichen Donoratomen. Die Stärke von Ethylendiaminkomplexen ist 8-10 Größenordnungen größer als die Stärke der gleichen Metalle mit Ammoniak.

Bioanorganische Komplexe von Metallionen mit Proteinen werden genannt Biocluster - Komplexe von Metallionen mit makrocyclischen Verbindungen (Abb. 7.4).

Reis. 7.4. Schematische Darstellung der Struktur von Bioclustern bestimmter Größen von Proteinkomplexen mit Ionen von d-Elementen. Arten von Wechselwirkungen eines Proteinmoleküls. M n+ - Metallion des aktiven Zentrums

Im Inneren des Bioclusters befindet sich ein Hohlraum. Es enthält ein Metall, das mit Donoratomen der Verbindungsgruppen wechselwirkt: OH – , SH – , COO – , -NH 2 , Proteine, Aminosäuren. Das berühmteste Metall-

(Carboanhydrase, Xanthinoxidase, Cytochrome) sind Biocluster, deren Hohlräume Enzymzentren bilden, die Zn, Mo bzw. Fe enthalten.

7.13. MULTICORE-KOMPLEXE

Heterovalente und heteronukleare Komplexe

Komplexe, die mehrere Zentralatome eines oder verschiedener Elemente umfassen, werden als Komplexe bezeichnet mehrkernig. Die Möglichkeit, mehrkernige Komplexe zu bilden, wird durch die Fähigkeit einiger Liganden bestimmt, an zwei oder drei Metallionen zu binden. Solche Liganden werden genannt Brücke. Bzw Brücke werden Komplexe genannt. Prinzipiell sind auch einatomige Brücken möglich, zum Beispiel:

Sie verwenden einsame Elektronenpaare, die zum selben Atom gehören. Die Rolle der Brücken kann gespielt werden mehratomige Liganden. In solchen Brücken werden ungeteilte Elektronenpaare verwendet, die zu verschiedenen Atomen gehören. mehratomiger Ligand.

AA Grinberg und F.M. Filinov untersuchte Brückenverbindungen der Zusammensetzung , in denen der Ligand komplexe Verbindungen desselben Metalls, aber in unterschiedlichen Oxidationsstufen bindet. G. Taube hat sie benannt Elektronentransferkomplexe. Er untersuchte die Reaktionen des Elektronentransfers zwischen den Zentralatomen verschiedener Metalle. Systematische Untersuchungen der Kinetik und des Mechanismus von Redoxreaktionen haben zu dem Schluss geführt, dass die Übertragung eines Elektrons zwischen zwei Komplexen erfolgt

verläuft über die entstehende Ligandenbrücke. Der Austausch eines Elektrons zwischen 2 + und 2 + erfolgt durch Bildung eines intermediären Brückenkomplexes (Abb. 7.5). Der Elektronentransfer erfolgt durch den Chlorid-Brückenliganden und endet in der Bildung von 2+-Komplexen; 2+.

Reis. 7.5. Elektronentransfer in einem mehrkernigen Zwischenkomplex

Durch die Verwendung organischer Liganden mit mehreren Donorgruppen wurde eine große Vielfalt mehrkerniger Komplexe erhalten. Bedingung für ihre Bildung ist eine solche Anordnung der Donorgruppen im Liganden, dass sich Chelatzyklen nicht schließen können. Nicht selten schließt ein Ligand den Chelatzyklus und fungiert gleichzeitig als Brücke.

Das Wirkprinzip des Elektronentransfers sind Übergangsmetalle, die mehrere stabile Oxidationsstufen aufweisen. Dadurch erhalten Titan-, Eisen- und Kupferionen ideale Elektronenüberträgereigenschaften. Die Palette der Möglichkeiten zur Bildung heterovalenter (HVA) und heteronuklearer Komplexe (HNC) auf Basis von Ti und Fe ist in Abb. dargestellt. 7.6.

Reaktion

Reaktion (1) wird aufgerufen Kreuzreaktion. Bei Austauschreaktionen handelt es sich bei dem Zwischenprodukt um heterovalente Komplexe. Alle theoretisch möglichen Komplexe werden unter bestimmten Bedingungen tatsächlich in Lösung gebildet, was durch verschiedene physikalisch-chemische Studien belegt ist.

Reis. 7.6. Bildung von heterovalenten Komplexen und heteronuklearen Komplexen, die Ti und Fe enthalten

Methoden. Damit ein Elektronentransfer stattfinden kann, müssen sich die Reaktanten in energetisch ähnlichen Zuständen befinden. Diese Forderung wird als Franck-Condon-Prinzip bezeichnet. Elektronentransfer kann zwischen Atomen des gleichen Übergangselements auftreten, die sich in verschiedenen Graden der HWC-Oxidation befinden, oder zwischen verschiedenen HJC-Elementen, deren Metallzentren unterschiedlich sind. Diese Verbindungen können als Elektronentransportkomplexe definiert werden. Sie sind bequeme Träger von Elektronen und Protonen in biologischen Systemen. Das Hinzufügen und Freigeben eines Elektrons bewirkt nur Änderungen in der elektronischen Konfiguration des Metalls, ohne die Struktur der organischen Komponente des Komplexes zu verändern. Alle diese Elemente haben mehrere stabile Oxidationsstufen (Ti +3 und +4; Fe +2 und +3; Cu +1 und +2). Unserer Meinung nach kommt diesen Systemen von Natur aus die einzigartige Rolle zu, die Reversibilität biochemischer Prozesse bei minimalem Energieaufwand zu gewährleisten. Reversible Reaktionen umfassen Reaktionen, die thermodynamische und thermochemische Konstanten von 10 –3 bis 10 3 und mit einem kleinen Wert von ΔG o und aufweisen E o Prozesse. Ausgangsstoffe und Reaktionsprodukte können unter diesen Bedingungen in vergleichbaren Konzentrationen vorliegen. Wenn sie in einem bestimmten Bereich geändert werden, ist es einfach, die Reversibilität des Prozesses zu erreichen, daher sind in biologischen Systemen viele Prozesse oszillatorischer (Wellen-) Natur. Redoxsysteme, die die obigen Paare enthalten, decken einen breiten Bereich von Potentialen ab, was es ihnen ermöglicht, Wechselwirkungen einzugehen, die von moderaten Änderungen von Δ begleitet werden gehen und E°, mit vielen Substraten.

Die Wahrscheinlichkeit der Bildung von HVA und HJA steigt signifikant an, wenn die Lösung potenziell überbrückende Liganden enthält, d. h. Moleküle oder Ionen (Aminosäuren, Hydroxysäuren, Komplexone usw.), die in der Lage sind, zwei Metallzentren gleichzeitig zu verbinden. Die Möglichkeit der Delokalisierung eines Elektrons im HWC trägt zu einer Verringerung der Gesamtenergie des Komplexes bei.

Realistischer ist die Reihe möglicher Optionen für die Bildung von HWC und HJA, bei denen die Natur der Metallzentren unterschiedlich ist, in Abb. 7.6. Eine detaillierte Beschreibung der Bildung von HVA und HNA und ihrer Rolle in biochemischen Systemen wird in den Arbeiten von A.N. Glebova (1997). Redoxpaare müssen sich strukturell aneinander anpassen, dann wird die Übertragung möglich. Durch die Wahl der Lösungskomponenten kann man die Strecke „verlängern“, über die ein Elektron vom Reduktionsmittel auf das Oxidationsmittel übertragen wird. Bei einer koordinierten Bewegung von Teilchen kann ein Elektron durch den Wellenmechanismus über weite Strecken transportiert werden. Als "Korridor" kann eine hydratisierte Proteinkette usw. dienen. Die Wahrscheinlichkeit einer Elektronenübertragung auf eine Entfernung von bis zu 100 Å ist hoch. Durch Zusätze (Alkalimetallionen, Leitsalze) kann die Länge des „Korridors“ vergrößert werden. Dies eröffnet große Möglichkeiten im Bereich der Kontrolle der Zusammensetzung und Eigenschaften von HWC und HJA. In Lösungen spielen sie die Rolle einer Art "Black Box", die mit Elektronen und Protonen gefüllt ist. Je nach Umständen kann er sie anderen Komponenten geben oder seine "Reserven" auffüllen. Die Reversibilität von Reaktionen, an denen sie beteiligt sind, ermöglicht die wiederholte Teilnahme an Kreisprozessen. Elektronen bewegen sich von einem Metallzentrum zum anderen, oszillieren zwischen ihnen. Das komplexe Molekül bleibt asymmetrisch und kann an Redoxprozessen teilnehmen. HWC und HJAC sind aktiv an oszillierenden Prozessen in biologischen Medien beteiligt. Diese Art von Reaktion wird als Oszillationsreaktion bezeichnet. Sie finden sich in der enzymatischen Katalyse, Proteinsynthese und anderen biochemischen Prozessen, die biologische Phänomene begleiten. Dazu gehören periodische Prozesse des Zellstoffwechsels, Aktivitätswellen im Herzgewebe, im Hirngewebe und Prozesse auf der Ebene von Ökosystemen. Ein wichtiger Schritt des Stoffwechsels ist die Spaltung von Wasserstoff aus Nährstoffen. In diesem Fall gehen Wasserstoffatome in den ionischen Zustand über, und die von ihnen getrennten Elektronen treten in die Atmungskette ein und geben ihre Energie an die Bildung von ATP ab. Wie wir festgestellt haben, sind Titankomplexonate nicht nur aktive Träger von Elektronen, sondern auch von Protonen. Die Fähigkeit von Titanionen, ihre Rolle im aktiven Zentrum von Enzymen wie Katalasen, Peroxidasen und Cytochromen zu erfüllen, wird durch ihre hohe Fähigkeit zur Komplexbildung, die Bildung koordinierter Ionengeometrie, die Bildung von mehrkernigem HVA und HJA verschiedener Zusammensetzungen und bestimmt Eigenschaften als Funktion des pH-Werts, der Konzentration des Übergangselements Ti und der organischen Komponente des Komplexes, ihres Molverhältnisses. Diese Fähigkeit manifestiert sich in einer Erhöhung der Selektivität des Komplexes

in Bezug auf Substrate, Produkte von Stoffwechselprozessen, Aktivierung von Bindungen im Komplex (Enzym) und Substrat durch Koordination und Formänderungen des Substrats entsprechend den sterischen Anforderungen des aktiven Zentrums.

Elektrochemische Umwandlungen im Körper, die mit der Übertragung von Elektronen verbunden sind, werden von einer Änderung des Oxidationsgrades von Partikeln und dem Auftreten eines Redoxpotentials in Lösung begleitet. Eine große Rolle bei diesen Umwandlungen kommt den mehrkernigen HVA- und HNA-Komplexen zu. Sie sind aktive Regulatoren von Prozessen freier Radikale, ein System zur Nutzung reaktiver Sauerstoffspezies, Wasserstoffperoxid, Oxidationsmittel, Radikale und sind an der Oxidation von Substraten sowie an der Aufrechterhaltung der antioxidativen Homöostase beteiligt, um den Körper vor Oxidation zu schützen betonen. Ihre enzymatische Wirkung auf Biosysteme ähnelt Enzymen (Cytochrome, Superoxiddismutase, Katalase, Peroxidase, Glutathionreduktase, Dehydrogenasen). All dies weist auf hohe antioxidative Eigenschaften von Komplexonaten von Übergangselementen hin.

7.14. FRAGEN UND AUFGABEN ZUR SELBSTÜBERPRÜFUNG DER VORBEREITUNG AUF UNTERRICHT UND PRÜFUNGEN

1. Geben Sie den Begriff der komplexen Verbindungen an. Wie unterscheiden sie sich von Doppelsalzen und was haben sie gemeinsam?

2. Bilden Sie Formeln für Komplexverbindungen nach ihrem Namen: Ammo(IV), Triammintrinitrocobalt (III), geben Sie ihre Eigenschaften an; den internen und externen Koordinationsbereich angeben; das Zentralion und der Grad seiner Oxidation; Liganden, ihre Anzahl und Zähnigkeit; die Art der Verbindungen. Schreiben Sie die Dissoziationsgleichung in einer wässrigen Lösung und den Ausdruck für die Stabilitätskonstante auf.

3. Allgemeine Eigenschaften von Komplexverbindungen, Dissoziation, Stabilität von Komplexen, chemische Eigenschaften von Komplexen.

4. Wie wird die Reaktivität von Komplexen aus thermodynamischen und kinetischen Positionen charakterisiert?

5. Welche Aminokomplexe sind haltbarer als Tetraaminokupfer (II), welche weniger haltbar?

6. Nennen Sie Beispiele für makrocyclische Komplexe, die durch Alkalimetallionen gebildet werden; d-Element-Ionen.

7. Auf welcher Grundlage werden Komplexe als chelatisiert eingestuft? Nennen Sie Beispiele für Chelat- und Nicht-Chelat-Komplexverbindungen.

8. Geben Sie am Beispiel von Kupferglycinat den Begriff der intrakomplexen Verbindungen an. Schreiben Sie die Strukturformel von Magnesiumkomplexonat mit Ethylendiamintetraessigsäure in Natriumform.

9. Geben Sie ein schematisches Strukturfragment eines beliebigen mehrkernigen Komplexes an.

10. Definieren Sie mehrkernige, heteronukleare und heterovalente Komplexe. Die Rolle der Übergangsmetalle bei ihrer Bildung. Die biologische Rolle dieser Komponenten.

11. Welche Arten von chemischen Bindungen findet man in komplexen Verbindungen?

12. Nennen Sie die Hauptarten der Hybridisierung von Atomorbitalen, die am Zentralatom des Komplexes auftreten können. Wie ist die Geometrie des Komplexes in Abhängigkeit von der Art der Hybridisierung?

13. Vergleichen Sie anhand der elektronischen Struktur der Atome der Elemente der s-, p- und d-Blöcke die Fähigkeit zur Komplexbildung und ihren Platz in der Chemie der Komplexe.

14. Definieren Sie Komplexone und Komplexonate. Nennen Sie Beispiele für die am häufigsten verwendeten in Biologie und Medizin. Geben Sie die thermodynamischen Prinzipien an, auf denen die Chelat-Therapie basiert. Die Verwendung von Komplexonaten zur Neutralisierung und Eliminierung von Xenobiotika aus dem Körper.

15. Betrachten Sie die Hauptfälle der Verletzung der Metallliganden-Homöostase im menschlichen Körper.

16. Nennen Sie Beispiele für Biokomplexverbindungen, die Eisen, Kobalt, Zink enthalten.

17. Beispiele konkurrierender Prozesse, an denen Hämoglobin beteiligt ist.

18. Die Rolle von Metallionen in Enzymen.

19. Erklären Sie, warum für Kobalt in Komplexen mit komplexen Liganden (mehrzähnig) die Oxidationsstufe +3 stabiler ist und in gewöhnlichen Salzen wie Halogeniden, Sulfaten, Nitraten die Oxidationsstufe +2 ist?

20. Für Kupfer sind die Oxidationsstufen +1 und +2 charakteristisch. Kann Kupfer Elektronentransferreaktionen katalysieren?

21. Kann Zink Redoxreaktionen katalysieren?

22. Was ist der Wirkungsmechanismus von Quecksilber als Gift?

23. Geben Sie die Säure und Base in der Reaktion an:

AgNO 3 + 2NH 3 \u003d NO 3.

24. Erklären Sie, warum das Kalium-Natriumsalz der Hydroxyethylidendiphosphonsäure und nicht HEDP als Arzneimittel verwendet wird.

25. Wie erfolgt der Elektronentransport im Körper mit Hilfe von Metallionen, die Bestandteil von Biokomplexverbindungen sind?

7.15. TESTS

1. Die Oxidationsstufe des Zentralatoms im Komplexion ist 2- entspricht:

a)-4;

b) +2;

in 2;

d) +4.

2. Das stabilste Komplexion:

a) 2-, Kn = 8,5 × 10 –15 ;

b) 2-, Kn = 1,5 × 10 –30;

c) 2-, Kn = 4 × 10 –42 ;

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

3. Die Lösung enthält 0,1 Mol der Verbindung PtCl 4 4NH 3 . Bei der Reaktion mit AgNO 3 bildet es 0,2 mol AgCl-Niederschlag. Geben Sie dem Ausgangsstoff die Koordinationsformel:

a)Cl;

b) Cl3;

c) Cl2;

d) Cl4.

4. Welche Form haben die dadurch gebildeten Komplexe? sp 3 d 2-gi- Zucht?

1) Tetraeder;

2) quadratisch;

4) trigonale Bipyramide;

5) linear.

5. Wähle die Formel für die Verbindung Pentaaminchlorcobalt(III)sulfat:

a) Na 3 ;

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

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

d) S04;

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

6. Welche Liganden sind mehrzähnig?

a) C1-;

b) H20;

c) Ethylendiamin;

d) NH3;

e) SCN – .

7. Komplexbildner sind:

a) Elektronenpaar-Donoratome;

c) Atom- und Ionenakzeptoren von Elektronenpaaren;

d) Atom- und Ionen-Donatoren von Elektronenpaaren.

8. Die Elemente mit der geringsten Komplexbildungsfähigkeit sind:

als; CD;

b) p; d) f

9. Liganden sind:

a) Elektronenpaar-Donormoleküle;

b) Ionenakzeptoren von Elektronenpaaren;

c) Molekül- und Ionen-Donatoren von Elektronenpaaren;

d) Moleküle und Ionen-Akzeptoren von Elektronenpaaren.

10. Kommunikation im internen Koordinationsbereich des Komplexes:

a) kovalenter Austausch;

b) kovalenter Donor-Akzeptor;

c) ionisch;

d) Wasserstoff.

11. Der beste Komplexbildner ist:

Komplexverbindungen werden nach der Ladung der Komplexe klassifiziert: kationisch - 2+, anionisch - 3-, neutral - 0;

nach Zusammensetzung und chemischen Eigenschaften: Säuren - H, Basen - OH, Salze - SO4;

je nach Art der Liganden: Hydroxo-Komplexe - K2, Aqua-Komplexe - Cl3, Acido-Komplexe (Liganden - Säureanionen) - K4, Komplexe vom gemischten Typ - K, Cl4.

Die Namen der Komplexe sind nach den allgemeinen Regeln der IUPAC aufgebaut: Sie werden von rechts nach links gelesen und geschrieben, Liganden - mit einer Endung - o, Anionen - mit einer Endung - at. Einige Liganden können spezielle Namen haben. Beispielsweise werden Moleküle - die Liganden H2O und NH3 - als Aqua- bzw. Ammin bezeichnet.

Komplexe Kationen. Zunächst werden die negativ geladenen Liganden der inneren Sphäre mit der Endung „o“ genannt (Chlor-, Brom-, Nitro-, Rhodano- usw.). Wenn ihre Anzahl größer als eins ist, werden die Ziffern Di-, Tri-, Tetra-, Penta-, Hexa- usw. vor den Namen der Liganden hinzugefügt. Dann werden die neutralen Liganden benannt, wobei das Wassermolekül „Aquo“ genannt wird, das Ammoniakmolekül „Ammin“. Wenn die Anzahl der neutralen Liganden größer als eins ist, werden die Ziffern Di-, Tri-, Tetra- usw. hinzugefügt.

Nomenklatur komplexer Verbindungen

Beim Verfassen des Namens einer komplexen Verbindung wird ihre Formel von rechts nach links gelesen. Betrachten Sie konkrete Beispiele:

Anionenkomplexe

Kationenkomplexe

K3 Kaliumhexacyanoferrat(III)

Na Natriumtetrahydroxoaluminat

Na3 Natriumhexanitrocobaltat(III)

SO4 Tetraaminkupfer(II)sulfat

Cl3 Hexaaquachrom(III)chlorid

OH-Diaminsilber(I)-hydroxid

In den Namen von Komplexverbindungen wird die Anzahl identischer Liganden durch numerische Präfixe angegeben, die zusammen mit den Namen der Liganden geschrieben werden: 2 - di, 3 - drei, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - Hepta, 8 - Okt.

Die Namen negativ geladener Liganden, Anionen verschiedener Säuren, bestehen aus dem vollständigen Namen (oder der Namenswurzel) des Anions und der Endung mit dem Vokal -o. Zum Beispiel:

Ich-Jod-

H-Hydrido-

CO32- Karbonat-

Einige Anionen, die als Liganden fungieren, haben spezielle Namen:

OH-hydroxo-

S2-Thio-

CN-Cyano-

NO-Nitroso-

NO2-Nitro-

Normalerweise werden in den Namen neutraler Liganden keine speziellen Präfixe verwendet, zum Beispiel: N2H4 - Hydrazin, C2H4 - Ethylen, C5H5N - Pyridin.

Traditionell wurden für eine kleine Anzahl von Liganden spezielle Namen hinterlassen: H2O - Aqua-, NH3 - Amin, CO - Carbonyl, NO - Nitrosyl.

Die Namen positiv geladener Liganden enden auf -y: NO+ - Nitrosylium, NO2+ - Nitroylium usw.

Wenn ein Element, das ein Komplexbildner ist, Teil eines komplexen Anions ist, wird das Suffix -at an die Wurzel des Elementnamens (Russisch oder Latein) angehängt und der Oxidationsgrad des Komplexbildners in Klammern angegeben. (Beispiele sind in der obigen Tabelle aufgeführt). Wenn ein Element, das ein Komplexbildner ist, Teil eines Komplexes Katin oder eines neutralen Komplexes ohne äußere Sphäre ist, verbleibt der russische Name des Elements mit Angabe seiner Oxidationsstufe im Namen. Zum Beispiel: - Tetracarbonylnickel(0).

Viele organische Liganden haben eine komplexe Zusammensetzung, daher werden bei der Zusammenstellung der Formeln von Komplexen mit ihrer Beteiligung der Einfachheit halber ihre Buchstabenbezeichnungen verwendet:

C2O42- Oxalato-ox

C5H5N Pyridin py

(NH2)2CO Harnstoff ur

NH2CH2CH2NH2 Ethylendiamin de

C5H5-Cyclopentadienyl- vgl

II.1. Konzept und Definition.

Komplexverbindungen sind die zahlreichste Klasse anorganischer Verbindungen. Es ist schwierig, eine knappe und erschöpfende Definition dieser Verbindungen zu geben. Komplexverbindungen werden auch als Koordinationsverbindungen bezeichnet. In der Chemie der Koordinationsverbindungen sind organische und anorganische Chemie miteinander verflochten.

Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts war das Studium komplexer Verbindungen rein deskriptiv. 1893 schuf der Schweizer Chemiker Alfred Werner die Koordinationstheorie. Seine Essenz ist folgende: In komplexen Verbindungen gibt es eine korrekte geometrische Anordnung von Atomen oder Atomgruppen, Liganden oder Addenden genannt, um das Zentralatom - den Komplexbildner.

So untersucht die Chemie komplexer Verbindungen Ionen und Moleküle, die aus einem zentralen Teilchen und darum herum koordinierten Liganden bestehen. Das zentrale Teilchen, der Komplexbildner und die direkt damit verbundenen Liganden bilden die innere Sphäre des Komplexes. Bei anorganischen Liganden stimmt ihre Zahl meistens mit der Koordinationszahl des zentralen Teilchens überein. Somit ist die Koordinationszahl die Gesamtzahl neutraler Moleküle oder Ionen (Liganden), die mit dem Zentralatom im Komplex assoziiert sind

Ionen außerhalb der inneren Sphäre bilden die äußere Sphäre der Komplexverbindung. In Formeln wird die innere Kugel in eckige Klammern eingeschlossen.

K 4 4- - innere Sphäre oder komplexes Ion

komplexierende Ionenkoordination

Die Komplexbildner sind:

1) positive Metallionen (normalerweise d-Elemente): Ag +, Fe 2+, Fe 3+, Cu 2+, Al 3+, Co 3+; und andere (Ionenkomplexbildner).

2) seltener - neutrale Metallatome, die mit d-Elementen verwandt sind: (Co, Fe, Mn usw.)

3) einige Atome von Nichtmetallen mit unterschiedlichen positiven Oxidationsstufen - B +3, Si +4, P +5 usw.

Liganden können sein:

1) negativ geladene Ionen (OH – , Hal – , CN – Cyanogruppe, SCN – Thiocyanogruppe, NH 2 – Aminogruppe usw.)

2) polare Moleküle: H 2 O (der Name des Liganden ist „Aqua“), NH 3 („Ammin“),

CO ("Carbonyl").

Komplexverbindungen (Koordinationsverbindungen) sind somit komplexe chemische Verbindungen, die Komplexionen enthalten, die von einem Zentralatom in einer bestimmten Oxidationsstufe (oder mit einer bestimmten Wertigkeit) und zugehörigen Liganden gebildet werden.

II.2. Einstufung

I. Durch die Art der Liganden:

1. Aquakomplexe (H 2 O)

2. Hydroxo-Komplexe (OH)

3. Amminkomplexe (NH 3) - Ammoniakate

4. Säurekomplexe (mit Säureresten - Cl - , SCN - , S 2 O 3 2- und anderen)

5. Carbonylkomplexe (CO)

6. Komplexe mit organischen Liganden (NH 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2 etc.)

7. Anion Halogenate (Na)

8. Aminokomplexe (NH 2)

II. Nach der Ladung des komplexen Ions:

1. Kationischer Typ - komplexe Ionenladung - positiv

2. Anionischer Typ - die Ladung des komplexen Ions ist negativ.

Für die korrekte Schreibweise einer Komplexverbindung ist es notwendig, die Oxidationsstufe des Zentralatoms, seine Koordinationszahl, die Art der Liganden und die Ladung des Komplexions zu kennen.

II.3. Die Koordinationszahl kann als Anzahl der σ-Bindungen zwischen neutralen Molekülen oder Ionen (Liganden) und dem Zentralatom im Komplex definiert werden.

Der Wert der Koordinationszahl wird hauptsächlich durch die Größe, Ladung und Struktur der Elektronenhülle des Komplexbildners bestimmt. Die häufigste Koordinationszahl ist 6. Sie ist typisch für folgende Ionen: Fe 2+ , Fe 3+ , Co 3+ , Ni 3+ , Pt 4+ , ​​​​Al 3+ , Cr 3+ , Mn 2+ , Sn 4+ .

K3, Na3, Cl3

Hexacyanoferrat (III) Hexanitrocobaltat (III) Hexaaquachrom(III)-chlorid

Kalium Natrium

Die Koordinationszahl 4 findet sich in 2-geladenen Ionen und in Aluminium oder Gold: Hg 2+, Cu 2+, Pb 2+, Pt 2+, Au 3+, Al 3+.

(OH) 2 - Tetraaminkupfer(II)-hydroxid;

Na 2 - Natriumtetrahydroxocuprat (II)

K 2 - Kaliumtetraiodomercurat (II);

H ist Wasserstofftetrachloraurat(III).

Häufig wird die Koordinationszahl als die doppelte Oxidationsstufe des komplexbildenden Ions definiert: für Hg 2+ , Cu 2+ , Pb 2+ ist die Koordinationszahl 4; Ag +, Cu + - haben eine Koordinationszahl von 2.

Um festzustellen, ob sich die Elemente in der inneren oder äußeren Sphäre befinden, müssen qualitative Reaktionen durchgeführt werden. Beispielsweise K 3 -Hexacyanoferrat(III)-Kalium. Es ist bekannt, dass das Eisenion (+3) mit Eisenthiocyanat (Thiocyanat), einem Anion von Eisenthiocyanat (+3), eine dunkelrote Farbe bildet.

Fe 3+ +3 NH 4 SCN à Fe (SCN) 3 + 3NH 4 +

Wenn eine Lösung von Ammonium- oder Kaliumthiocyanat zu einer Lösung von Kaliumhexacyanoferrat(III) gegeben wird, wird keine Farbe beobachtet. Dies weist auf das Fehlen von Fe 3+ -Eisenionen in der Lösung in ausreichender Menge hin. Das Zentralatom ist durch eine kovalente polare Bindung an die Liganden gebunden (Donor-Akzeptor-Mechanismus der Bindungsbildung), sodass die Ionenaustauschreaktion nicht stattfindet. Im Gegensatz dazu sind die äußeren und inneren Sphären durch Ionenbindung verbunden.

II.4. Die Struktur des Komplexions aus Sicht der elektronischen Struktur des Komplexbildners.

Analysieren wir die Struktur des Tetraammin-Kupfer(II)-Kations:

a) die elektronische Formel des Kupferatoms:

2 8 18 1 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

b) die elektronische Formel des Cu 2+ -Kations:

Cu 2+)))) ↓ ↓ ↓ ↓ 4p 0

4s o:NH3:NH3:NH3:NH3

CuSO 4 + 4: NH 3 -à SO 4

SO 4 bis 2+ + SO 4 2-

Ionenverbindung

cov. Verbindung

nach dem Donor-Akzeptor-Mechanismus.

Übung zur Selbstlösung:

Zeichnen Sie die Struktur des komplexen Ions 3- nach dem Algorithmus:

a) Schreiben Sie die elektronische Formel des Eisenatoms auf;

b) Schreiben Sie die elektronische Formel des Fe 3+ -Eisenions, indem Sie Elektronen aus der 4s-Unterebene und 1 Elektron aus der 3d-Unterebene entfernen;

c) Schreiben Sie die elektronische Formel des Ions erneut um, indem Sie die Elektronen der 3d-Unterebene in einen angeregten Zustand überführen, indem Sie sie in den Zellen dieser Unterebene paaren

d) Zähle die Anzahl aller freien Zellen auf 3d, 4s, 4p - Unterebenen

e) Platziere Cyanidanionen CN - darunter und ziehe Pfeile von Ionen zu leeren Zellen.

II.5. Bestimmung der Ladung des Komplexbildners und des Komplexions:

1. Die Ladung des komplexen Ions ist gleich der Ladung der äußeren Sphäre mit entgegengesetztem Vorzeichen; sie ist auch gleich der Summe der Ladung des Komplexbildners und aller Liganden.

K 2 +2+ (- 1) 4 \u003d x x \u003d -2

2. Die Ladung des Komplexbildners ist gleich der algebraischen Summe der Ladungen der Liganden und der äußeren Sphäre (mit umgekehrtem Vorzeichen).

Cl x +0 2 + (–1) 2 = 0; x=2-1=+1

SO 4 x + 4 0 -2 \u003d 0 x \u003d +2

3. Je größer die Ladung des Zentralatoms und je kleiner die Ladung des Liganden, desto größer die Koordinationszahl.

II.6. Nomenklatur.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, komplexe Verbindungen zu benennen. Wir wählen eine einfachere unter Verwendung der Wertigkeit (oder Oxidationsstufe) des Zentralatoms

II.6.1. Name der Komplexverbindungen vom kationischen Typ:

Komplexverbindungen sind vom kationischen Typ, wenn die Ladung des Komplexions positiv ist.

Bei der Benennung komplexer Verbindungen:

1) Zuerst wird die Koordinationsnummer mit griechischen Präfixen (Hexa, Penta, Drei) aufgerufen;

2) dann geladene Liganden mit dem Zusatz der Endung "o";

3) dann neutrale Liganden (ohne die Endung „o“);

4) ein Komplexbildner auf Russisch im Genitiv, seine Wertigkeit oder Oxidationsstufe wird angegeben und danach wird das Anion genannt. Ammoniak - der Ligand heißt "ammin" ohne "o", Wasser - "aqua"

SO 4 Tetraaminkupfer(II)sulfat;

Cl Diamminsilber(I)chlorid;

Cl 3 - Hexaiodocobalt (III)-Chlorid;

Cl - Oxalatopentaqua Aluminium (III) Chlorid

(Okalat ist ein doppelt geladenes Anion von Oxalsäure);

Cl 3 - Hexaaqua-Eisen (III) -chlorid.

II.6.2. Nomenklatur komplexer Verbindungen vom anionischen Typ.

Es heißt Kation, Koordinationszahl, Liganden und dann Komplexbildner - das Zentralatom. Der Komplexbildner wird im Lateinischen im Nominativ mit der Endung „at“ genannt.

K 3 - Kaliumhexafluorferrat (SH);

Na 3 - Natriumhexanitrocobaltat (III);

NH 4 -Ammoniumdi(I)

Neutraler Komplex: - Eisenpentacarbonyl.

BEISPIELE UND AUFGABEN ZUR EIGENEN LÖSUNG

Beispiel 1. Klassifizieren, charakterisieren und benennen Sie die folgenden Komplexverbindungen: a) K 3 -; b) Cl; in) .

Lösung und Antwort:

1) K 3 - 3 Ionen K + - äußere Sphäre, ihre Gesamtladung ist +3, 3- - innere Sphäre, ihre Gesamtladung ist gleich der Ladung der äußeren Sphäre, genommen mit dem entgegengesetzten Vorzeichen - (3-)

2) Eine komplexe Verbindung eines anionischen Typs, da die Ladung der inneren Kugel negativ ist;

3) Zentralatom - Komplexbildner - Silberion Ag +

4) Liganden - zwei doppelt geladene Reste von Thioschwefelsäure H 2 S 2 O 3, bezieht sich auf Säurekomplexe

5) Die Koordinationszahl des Komplexbildners ist in diesem Fall ausnahmsweise 4 (zwei Säurereste haben 4 Valenz σ - Bindungen ohne 4 Wasserstoffkationen);

6) Die Ladung des Komplexbildners beträgt +1:

K 3: +1 3 + X + (-2) 2 \u003d 0 à X \u003d +1

7) Bezeichnung: – Kaliumdithiosulfat-Argentat (I).

1) Cl - 1 Ion - Cl - - äußere Sphäre, ihre Gesamtladung ist -1, - - innere Sphäre, ihre Gesamtladung ist gleich der Ladung der äußeren Sphäre, genommen mit dem entgegengesetzten Vorzeichen - (3+)

2) Eine komplexe Verbindung vom kationischen Typ, da die Ladung der inneren Kugel positiv ist.

3) Das Zentralatom - Komplexbildner - Cobaltion Co, wir berechnen seine Ladung:

: X + 0 4 + (-1) 2 = +1 à X = 0 +2 +1 = +3

4) Eine komplexe Verbindung gemischten Typs, da sie verschiedene Liganden enthält; Säurekomplex (Cl - - Salzsäurerest) und Amminkomplex - Ammoniak (NH 3 - ammoniakneutrale Verbindung)

6) Der Name ist Dichlortetraammincobalt(III)chlorid.

1) - keine äußere Sphäre

2) Eine komplexe Verbindung vom neutralen Typ, da die Ladung der inneren Sphäre = 0 ist.

3) Zentralatom - Komplexbildner - Wolframatom,

seine Ladung =0

4) Carbonylkomplex, da der Ligand ein neutrales Teilchen ist – Carbonyl – CO;

5) Die Koordinationszahl des Komplexbildners ist 6;

6) Bezeichnung: – Hexacarbonylwolfram

Aufgabe 1. Komplexe Verbindungen beschreiben:

a) Li 3 Cr (OH) 6]

b) Ich 2

c) [ Pt Cl 2 (NH 3) 2 ] und benennen Sie sie.

Aufgabe 2. Benennen Sie die Komplexverbindungen: NO 3,

K 3 , Na 3 , H, Fe 3 [Cr(CN) 6 ] 2

Chemietest - komplexe Verbindungen - DRINGEND! und bekam die beste Antwort

Antwort von Nick[Guru]
Einige Fragen sind falsch eingestellt, zum Beispiel 7,12,27. Daher enthalten die Antworten Vorbehalte.
1. Wie lautet die Koordinationszahl des Komplexbildners im +2-Komplexion?
UM 6
2. Welche Koordinationszahl hat der Komplexbildner im 2+-Komplexion?
b) 6
3. Wie lautet die Koordinationszahl des Komplexbildners im Komplexion 2+
b) 4
4. Wie groß ist die Koordinationszahl von Сu²+ im +-Komplexion?
b) 4
5. Wie lautet die Koordinationszahl des Komplexbildners im Komplexion: +4?
b) 6
6. Bestimmen Sie die Ladung des Zentralions in der Komplexverbindung K4
b) +2
7. Welche Ladung hat ein komplexes Ion?
B) +2 - wenn wir annehmen, dass der Komplexbildner Сu (II) ist
8. Bestimmen Sie unter den Eisensalzen das Komplexsalz:
A)K3
9. Wie groß ist die Koordinationszahl von Pt4+ im 2+-Komplexion?
a) 4
10. Bestimmen Sie die Ladung des Komplexions K2?
b) +2
11. Welches Molekül entspricht dem Namen Tetraamminkupfer(II)dichlorid?
B) Cl2
12. Welche Ladung hat ein komplexes Ion?
D) +3 - wenn wir davon ausgehen, dass der Komplexbildner Cr (III) ist
13. Bestimmen Sie unter den Kupfersalzen (II) das komplexe Salz:
B)K2
14. Wie groß ist die Koordinationszahl von Co3+ im Komplexion +?
b) 6
15. Bestimmen Sie die Ladung des Komplexbildners in der Komplexverbindung K3?
D) +3
16. Welches Molekül entspricht dem Namen Kaliumtetraiodhydrat (II)?
A)K2
17. Welche Ladung hat ein komplexes Ion?
IN 2
18. Bestimmen Sie unter den Nickel(II)-Salzen das Komplexsalz:
B) SO4
19. Wie groß ist die Koordinationszahl von Fe3+ im -3-Komplexion?
UM 6
20. Bestimmen Sie die Ladung des Komplexbildners in der Komplexverbindung K3?
B) +3
21. Welches Molekül entspricht dem Namen Silber(I)diaminchlorid?
B)Kl
22. Welche Ladung hat das K4-Komplexion?
B)-4
23. Bestimmen Sie unter den Zinksalzen das komplexe Salz
B) Na2
24. Wie groß ist die Koordinationszahl von Pd4+ im 4+-Komplexion?
d) 6
25. Bestimmen Sie die Ladung des Komplexbildners in der Komplexverbindung H2?
b) +2
26. Welches Molekül entspricht dem Namen Kaliumhexacyanoferrat (II)?
D)K4
27. Welche Ladung hat ein komplexes Ion?
D) -2 - wenn wir davon ausgehen, dass der Komplexbildner Co (II) ist
27. Bestimmen Sie unter den Chrom(III)-Verbindungen die Komplexverbindung
C) [Cr(H2O)2(NH3)4]Cl3
28. Welche Koordinationszahl hat Kobalt(III) im NO3-Komplexion?
b) 6
29. Bestimmen Sie die Ladung des Komplexbildners in der Komplexverbindung Cl2
A) +3
30. Welches Molekül entspricht dem Namen Natriumtetraiodopalladat (II)?
D) Na2

Antwort von James Bond[Neuling]
Oh Gott

Antwort von Kätzchen...[Guru]
#30 spätestens

Aufgabe 723.
Nennen Sie die Komplexsalze: Cl, (NO 3) 2, CNBr, NO 3, Cl, K 4, (NH 4) 3, Na 2, K 2, K 2. K2.
Entscheidung:
C - Chlortriaminquapalladium(II)chlorid;
(NO 3 ) 2 - Tetraaminkupfer(I)nitrat;
CNB - Tetraamindiaquacobalt(II)cyanobromid;
NO 3 - Sulfatopentaammincobalt(III)nitrat;
Cl ist Chlortetraaminpalladium(II)chlorid;
K 4 - Hexacyanoferrat (II)-Kalium;
(NH 4 ) 3 - Ammoniumhexachlorrhodinat (II);
Na 2 - Natriumtetraiodpalladinat (II);
K 2 - Tetranitratodiamincobaltat(II)-Kalium;
K 2 - Kaliumchlorpentahydroxoplatinat (IV);
K 2 - Kaliumtetracyanocupryat (II).

Aufgabe 724.
Schreiben Sie die Koordinationsformeln der folgenden Komplexverbindungen: a) Kaliumdicyanoargentat; b) Kaliumhexanitrocobaltat (III); c) Hexaaminnickel(II)-chlorid; d) Natriumhexacyanochromat (III); e) Hexaamincobalt(III)bromid; f) Tetraammincarbonat-Chrom(III)-sulfat g) Diquatetraammin-Nickel(II)-nitrat; h) Magnesiumtrifluorhydroxoberyllat.
Entscheidung:
a) K - Kaliumdicyanoargentat;
b) K 3 - Kaliumhexanitrocobaltat (III);
c) Cl - Hexaammin-Nickel(II)-Chlorid;
d) Na 3 - Natriumhexacyanochromat (III);
e) Cl 3 - Hexaamincobalt(III)-bromid;
e) SO 4 2- - Tetraamincarbonat-Chrom(III)-sulfat;
g) (NO 3) 2 - Diquatetraamminnickel(II)nitrat;
h) Mg-Magnesiumtrifluorhydroxoberyllat.

Aufgabe 725.
Nennen Sie die folgenden elektrisch neutralen Komplexverbindungen: , , , , .
Entscheidung:
, - Tetraaquaphosphatchrom;
- Dirodanodiaminkupfer;
- Dichlordihydroxylamin-Palladium;
- Trinitrotriaminerhodium;
- Tetrachlordiaminplatin.

Aufgabe 726.
Schreiben Sie die Formeln der aufgeführten komplexen Nichtelektrolyte auf: a) Tetraamminphosphatochrom; b) Diammindichlorplatin; c) Triamintrichlorcobalt; d) Diammintetrachlorplatin. Bei jedem der Komplexe ist der Oxidationsgrad des Komplexbildners anzugeben.
Entscheidung:
a) - Tetraamminphosphatochrom. Die Cr-Ladung ist (x), NH 3 – (0), PO 4 – (–3). Da die Summe der Teilchenladungen also (o) ist, finden wir die Ladung von Chrom: x + 4(0) + (-3) = 0; x = +3. Oxidationsgrad Chrominanz ist +3.

b) - Diammindichlorplatin. Die Ladung von Pt ist (x), NH 3 – (0), Cl – (–1). Vorausgesetzt, dass die Summe der Teilchenladungen (0) ist, finden wir die Ladung von Platin: x +4(0) + 2(-1) = 0; x = +2. Oxidationsgrad Platin ist +2.

c) - Triamintrichlorcobalt. Die Ladung von Co ist (x), NH 3 – (0), Cl – (–1). Da die Summe der Teilchenladungen also (o) ist, finden wir die Ladung von Kobalt: x + 3(0) + 3(-1) = 0; x = +3. Oxidationsgrad Kobalt ist +3.

d) - Diammintetrachloroplatin. Die Ladung von Pt ist (x), NH 3 – (0), Cl – (–1). Vorausgesetzt, dass die Summe der Teilchenladungen (0) ist, finden wir die Ladung von Platin: x +4(0) + 4(-1) = 0; x = +4. Oxidationsgrad Platin ist +2.

Aufgabe 727.
Die chemischen Namen für gelbe und rote Blutsalze sind Kaliumhexacyanoferrat (II) und Kaliumhexacyanoferrat (III). Schreiben Sie die Formeln für diese Salze.
Entscheidung:
K 4 - Kaliumhexacyanoferrat (II) (gelbes Blutsalz);
K 3 - Kaliumhexacyanoferrat (III) (rotes Blutsalz).

Aufgabe 728.
Ziegelrote Kristalle Rosensalze eine Zusammensetzung haben, die durch die Formel Cl 3 ausgedrückt wird, lila Salz- purpurrote Kristalle der Zusammensetzung Cl 2 . Geben Sie die chemischen Namen dieser Salze an.
Entscheidung:
a) rosesol Cl 3 wird als Aquapentaamincobalt(III)chlorid bezeichnet.
b) Purpureosol Cl 2 wird als Aquapentaamincobalt(II)chlorid bezeichnet.