Yleinen kemia: oppikirja / A. V. Zholnin; toim. V. A. Popkova, A. V. Zholnina. - 2012. - 400 s.: ill.

Luku 7. KOMPLEKSIA YHDISTEET

Luku 7. KOMPLEKSIA YHDISTEET

Monimutkaiset elementit ovat elämän järjestäjiä.

K. B. Yatsimirsky

Kompleksiyhdisteet ovat laajin ja monipuolisin yhdisteluokka. Elävät organismit sisältävät monimutkaisia ​​biogeenisten metallien yhdisteitä proteiinien, aminohappojen, porfyriinien, nukleiinihappojen, hiilihydraattien ja makrosyklisten yhdisteiden kanssa. Tärkeimmät elintärkeän toiminnan prosessit etenevät monimutkaisten yhdisteiden osallistuessa. Joillakin niistä (hemoglobiini, klorofylli, hemosyaniini, B 12 -vitamiini jne.) on merkittävä rooli biokemiallisissa prosesseissa. Monet lääkkeet sisältävät metallikomplekseja. Esimerkiksi insuliini (sinkkikompleksi), B12-vitamiini (kobolttikompleksi), platinoli (platinakompleksi) jne.

7.1. A. WERNERIN KOORDINAATIOTEORIA

Monimutkaisten yhdisteiden rakenne

Hiukkasten vuorovaikutuksen aikana havaitaan hiukkasten keskinäistä koordinaatiota, joka voidaan määritellä kompleksin muodostumisprosessiksi. Esimerkiksi ionien hydrataatioprosessi päättyy vesikompleksien muodostumiseen. Monimutkaisiin muodostumisreaktioihin liittyy elektroniparien siirtyminen ja ne johtavat korkeamman asteen yhdisteiden, niin kutsuttujen kompleksisten (koordinaatio)yhdisteiden, muodostumiseen tai tuhoutumiseen. Monimutkaisten yhdisteiden ominaisuus on koordinaatiosidoksen läsnäolo niissä, joka syntyi luovuttaja-akseptorimekanismin mukaan:

Kompleksiyhdisteet ovat yhdisteitä, jotka esiintyvät sekä kiteisessä tilassa että liuoksessa.

joka on ligandien ympäröimän keskusatomin läsnäolo. Monimutkaisia ​​yhdisteitä voidaan pitää korkeamman asteen kompleksisina yhdisteinä, jotka koostuvat yksinkertaisista molekyyleistä, jotka pystyvät olemaan itsenäisesti liuoksessa.

Wernerin koordinaatioteorian mukaan kompleksisessa yhdisteessä sisäinen ja ulkoinen pallo. Keskusatomi ja sitä ympäröivät ligandit muodostavat kompleksin sisäpallon. Se on yleensä suljettu hakasulkeisiin. Kaikki muu monimutkaisessa yhdisteessä on ulkopallo ja kirjoitetaan hakasulkeissa. Tietty määrä ligandeja sijoitetaan keskusatomin ympärille, joka määritetään koordinointinumero(kch). Koordinoitujen ligandien lukumäärä on useimmiten 6 tai 4. Ligandilla on koordinaatiokohta lähellä keskusatomia. Koordinaatio muuttaa sekä ligandien että keskusatomin ominaisuuksia. Usein koordinoituja ligandeja ei voida havaita käyttämällä niille ominaisia ​​kemiallisia reaktioita vapaassa tilassa. Tiivemmin sitoutuneita sisäpallon hiukkasia kutsutaan kompleksi (kompleksi-ioni). Keskusatomin ja ligandien välillä vaikuttavat vetovoimat (kovalenttinen sidos muodostuu vaihto- ja (tai) luovuttaja-akseptorimekanismin mukaisesti) ja hylkivät voimat ligandien välillä. Jos sisäpallon varaus on 0, niin ulkoista koordinaatiopalloa ei ole.

Keskusatomi (kompleksoiva aine)- atomi tai ioni, joka on keskeisessä asemassa kompleksisessa yhdisteessä. Kompleksoivan aineen roolia hoitavat useimmiten hiukkaset, joilla on vapaat kiertoradat ja riittävän suuri positiivinen ydinvaraus ja jotka voivat siksi olla elektronien vastaanottajia. Nämä ovat siirtymäelementtien kationeja. Vahvimmat kompleksinmuodostajat ovat ryhmien IB ja VIIIB alkuaineita. Harvemmin kompleksina

d-alkuaineiden neutraalit atomit ja ei-metalliatomit eri hapetusasteilla - . Kompleksoivan aineen tarjoamien vapaiden atomiorbitaalien lukumäärä määrittää sen koordinaatioluvun. Koordinaatioluvun arvo riippuu monista tekijöistä, mutta yleensä se on kaksinkertainen kompleksoivan ionin varaukseen:

Ligandit- ionit tai molekyylit, jotka liittyvät suoraan kompleksinmuodostajaan ja ovat elektroniparien luovuttajia. Nämä elektronirikkaat järjestelmät, joissa on vapaita ja liikkuvia elektronipareja, voivat olla elektronien luovuttajia, esimerkiksi:

P-elementtien yhdisteillä on komplekseja muodostavia ominaisuuksia ja ne toimivat ligandeina kompleksisessa yhdisteessä. Ligandit voivat olla atomeja ja molekyylejä (proteiini, aminohapot, nukleiinihapot, hiilihydraatit). Ligandien ja kompleksinmuodostajan muodostamien sidosten lukumäärän mukaan ligandit jaetaan yksi-, kaksi- ja monihampaisiin ligandeihin. Yllä olevat ligandit (molekyylit ja anionit) ovat yksihampaisia, koska ne ovat yhden elektroniparin luovuttajia. Kaksihampaisiin ligandeihin kuuluvat molekyylit tai ionit, jotka sisältävät kaksi funktionaalista ryhmää, jotka voivat olla kahden elektroniparin luovuttajia:

Polydentaattiligandit sisältävät 6-hampaisen ligandin:

Kunkin ligandin viemien paikkojen lukumäärä kompleksiyhdisteen sisäpallolla on ns. ligandin koordinaatiokyky (dentiteetti). Sen määrää ligandin elektroniparien lukumäärä, jotka osallistuvat koordinaatiosidoksen muodostumiseen keskusatomin kanssa.

Koordinaatiokemia kattaa kompleksisten yhdisteiden lisäksi kaksoissuolat, kiteiset hydraatit, jotka hajoavat vesiliuoksessa aineosiksi, jotka kiinteässä tilassa monissa tapauksissa rakentuvat samalla tavalla kuin kompleksiset, mutta ovat epästabiileja.

Koostumuksensa ja niiden suorittamien toimintojensa suhteen vakaimmat ja monipuolisimmat kompleksit muodostavat d-elementtejä. Erityisen tärkeitä ovat siirtymäalkuaineiden monimutkaiset yhdisteet: rauta, mangaani, titaani, koboltti, kupari, sinkki ja molybdeeni. Biogeeniset s-alkuaineet (Na, K, Mg, Ca) muodostavat kompleksisia yhdisteitä vain tietyn syklisen rakenteen omaavien ligandien kanssa, jotka toimivat myös kompleksinmuodostajana. Pääosa R-elementit (N, P, S, O) on aktiivinen aktiivinen osa kompleksoituvia hiukkasia (ligandeja), mukaan lukien bioligandit. Tämä on niiden biologinen merkitys.

Siksi kyky kompleksin muodostumiseen on jaksollisen järjestelmän kemiallisten alkuaineiden yhteinen ominaisuus, tämä kyky vähenee seuraavassa järjestyksessä: f> d> p> s.

7.2. MOMPLEKSIYHDISTEEN PÄÄHIIKKEISTEN VARAUKSEN MÄÄRITTÄMINEN

Kompleksisen yhdisteen sisäpallon varaus on sen muodostavien hiukkasten varausten algebrallinen summa. Esimerkiksi kompleksin varauksen suuruus ja etumerkki määritetään seuraavasti. Alumiini-ionin varaus on +3, kuuden hydroksidi-ionin kokonaisvaraus -6. Siksi kompleksin varaus on (+3) + (-6) = -3 ja kompleksin kaava on 3-. Kompleksisen ionin varaus on numeerisesti yhtä suuri kuin ulkopallon kokonaisvaraus ja on sen etumerkissä vastakkainen. Esimerkiksi ulkopallon K 3 varaus on +3. Siksi kompleksisen ionin varaus on -3. Kompleksoivan aineen varaus on suuruudeltaan yhtä suuri ja etumerkillisesti päinvastainen kuin kompleksiyhdisteen kaikkien muiden hiukkasten varausten algebrallinen summa. Siten K 3:ssa rautaionin varaus on +3, koska kaikkien muiden kompleksiyhdisteen hiukkasten kokonaisvaraus on (+3) + (-6) = -3.

7.3. Monimutkaisten yhdisteiden NIMISTÖ

Nimikkeistön perusteet on kehitetty Wernerin klassisissa teoksissa. Niiden mukaisesti monimutkaisessa yhdisteessä kutsutaan ensin kationiksi ja sitten anioniksi. Jos yhdiste on ei-elektrolyyttityyppistä, sitä kutsutaan yhdellä sanalla. Kompleksisen ionin nimi kirjoitetaan yhdellä sanalla.

Neutraalin ligandin nimi on sama kuin molekyyli, ja anioniligandeihin lisätään "o". Koordinoidulle vesimolekyylille käytetään nimitystä "aqua-". Identtisten ligandien lukumäärän osoittamiseksi kompleksin sisäpallolla käytetään kreikkalaisia ​​numeroita di-, tri-, tetra-, penta-, heksa- jne. etuliitteenä ligandien nimen edessä. Käytetään etuliitettä monone. Ligandit on lueteltu aakkosjärjestyksessä. Ligandin nimeä pidetään yhtenä kokonaisuutena. Ligandin nimen jälkeen seuraa keskusatomin nimi, joka osoittaa hapettumisasteen, joka on merkitty roomalaisilla numeroilla suluissa. Sana amiini (kaksi "m") on kirjoitettu suhteessa ammoniakkiin. Kaikille muille amiineille käytetään vain yhtä "m":tä.

C13 - heksamiinikoboltti(III)kloridi.

C13 - akvapentamiinikoboltti(III)kloridi.

Cl2 -(III)kloridi.

Diamiinedibromiplatina (II).

Jos kompleksinen ioni on anioni, sen latinankielisessä nimessä on pääte "am".

(NH 4) 2 - ammoniumtetraklooripalladaatti (II).

K - ka(IV).

K 2 - kaliumtetrarodanokobaltaatti (II).

Monimutkaisen ligandin nimi on yleensä sulkeissa.

NO 3 - diklooridi-(etyleenidiamiini)koboltti(III)nitraatti.

Br - bromi-tris-(trifenyylifosfiini)platina(II)bromidi.

Tapauksissa, joissa ligandi sitoo kaksi keskus-ionia, kreikkalaista kirjainta käytetään ennen sen nimeäμ.

Tällaisia ​​ligandeja kutsutaan silta ja listattu viimeiseksi.

7.4 KEMIALLINEN SIDOS JA KOMPLEKSIEN YHDISTEIDEN RAKENNE

Ligandin ja keskusatomin välisillä luovuttaja-akseptorivuorovaikutuksilla on tärkeä rooli kompleksisten yhdisteiden muodostumisessa. Elektroniparin luovuttaja on yleensä ligandi. Akseptori on keskusatomi, jolla on vapaat kiertoradat. Tämä sidos on vahva eikä katkea, kun kompleksi liukenee (ei-ionogeeninen), ja sitä kutsutaan koordinaatio.

O-sidosten ohella luovuttaja-akseptorimekanismi muodostaa π-sidoksia. Tässä tapauksessa metalli-ioni toimii luovuttajana luovuttaen d-elektroniparinsa ligandille, jolla on energeettisesti suotuisat vapaat kiertoradat. Tällaisia ​​suhteita kutsutaan datiiviksi. Ne muodostuvat:

a) johtuen metallin tyhjien p-orbitaalien limityksestä metallin d-orbitaalin kanssa, jolla on elektroneja, jotka eivät ole päässeet σ-sidokseen;

b) kun ligandin vapaat d-orbitaalit menevät päällekkäin metallin täytettyjen d-orbitaalien kanssa.

Sen vahvuuden mitta on ligandin ja keskusatomin kiertoradan limityksen aste. Keskusatomin sidosten suuntaus määrittää kompleksin geometrian. Sidosten suunnan selittämiseen käytetään keskusatomin atomiorbitaalien hybridisaation käsitettä. Keskusatomin hybridiradat ovat seurausta erilaisten atomikiertoratojen sekoittumisesta, minkä seurauksena orbitaalien muoto ja energia muuttuvat keskenään ja muodostuu uuden muodon ja energian omaavia orbitaaleja. Hybridiorbitaalien lukumäärä on aina yhtä suuri kuin alkuperäisten kiertoratojen määrä. Hybridipilvet sijaitsevat atomissa suurimmalla etäisyydellä toisistaan ​​(taulukko 7.1).

Taulukko 7.1. Kompleksoivan aineen atomiorbitaalien hybridisaatiotyypit ja joidenkin kompleksisten yhdisteiden geometria

Kompleksin avaruudellisen rakenteen määrää valenssiorbitaalien hybridisaatiotyyppi ja sen valenssienergiatason sisältämien jakamattomien elektroniparien määrä.

Ligandin ja kompleksinmuodostajan välisen luovuttaja-akseptorivuorovaikutuksen tehokkuus ja siten niiden välisen sidoksen vahvuus (kompleksin stabiilisuus) määräytyy niiden polarisoituvuuden, ts. kyky muuttaa niiden elektronikuoret ulkoisen vaikutuksen alaisena. Tämän perusteella reagenssit jaetaan "kova" tai heikosti polarisoituva ja "pehmeä" - helposti polarisoituva. Atomin, molekyylin tai ionin polariteetti riippuu niiden koosta ja elektronikerrosten lukumäärästä. Mitä pienempi hiukkasen säde ja elektronit ovat, sitä vähemmän polarisoitunut se on. Mitä pienempi säde ja vähemmän elektroneja hiukkasella on, sitä huonommin se polarisoituu.

Kovat hapot muodostavat vahvoja (kovia) komplekseja ligandien (kovien emästen) elektronegatiivisten O-, N-, F-atomien kanssa, kun taas pehmeät hapot muodostavat vahvoja (pehmeitä) komplekseja ligandien luovuttavien P-, S- ja I-atomien kanssa, joilla on alhainen elektronegatiivisuus ja korkea polarisoituvuus. Havaitsemme tässä yleisperiaatteen "kuten samankaltaisen kanssa" ilmentymisen.

Jäykkyydestään johtuen natrium- ja kalium-ionit eivät käytännössä muodosta stabiileja komplekseja biosubstraattien kanssa ja niitä löytyy fysiologisista väliaineista vesikompleksien muodossa. Ionit Ca 2 + ja Mg 2 + muodostavat melko stabiileja komplekseja proteiinien kanssa ja ovat siksi fysiologisissa väliaineissa sekä ionisessa että sitoutuneessa tilassa.

D-alkuaineiden ionit muodostavat vahvoja komplekseja biosubstraattien (proteiinien) kanssa. Ja pehmeät hapot Cd, Pb, Hg ovat erittäin myrkyllisiä. Ne muodostavat vahvoja komplekseja R-SH-sulfhydryyliryhmiä sisältävien proteiinien kanssa:

Syanidi-ioni on myrkyllistä. Pehmeä ligandi on aktiivisesti vuorovaikutuksessa d-metallien kanssa komplekseissa biosubstraattien kanssa aktivoiden jälkimmäisiä.

7.5 KOMPLEKSIEN YHDISTEIDEN DISSOSIATIO. KOMPLEKSIEN STABIILISUUS. LABIILIT JA INERTIT KOMPLEKSIT

Kun monimutkaisia ​​yhdisteitä liuotetaan veteen, ne yleensä hajoavat ulko- ja sisäpallon ioneiksi, kuten vahvoiksi elektrolyyteiksi, koska nämä ionit sitoutuvat ionogeenisesti, pääasiassa sähköstaattisten voimien vaikutuksesta. Tämän arvioidaan monimutkaisten yhdisteiden ensisijaiseksi dissosiaatioksi.

Kompleksisen yhdisteen sekundaarinen dissosiaatio on sisäpallon hajoaminen sen ainesosiksi. Tämä prosessi etenee heikkojen elektrolyyttien tyypin mukaan, koska sisäpallon hiukkaset liittyvät ei-ionisesti (kovalenttisesti). Dissosiaatiolla on vaiheittainen luonne:

Monimutkaisen yhdisteen sisäpallon stabiiliuden kvalitatiiviseen ominaisuuteen käytetään tasapainovakiota, joka kuvaa sen täydellistä dissosiaatiota, ns. monimutkainen epävakausvakio(Kn). Monimutkaiselle anionille epästabiilisuusvakion lauseke on muotoa:

Mitä pienempi Kn:n arvo on, sitä vakaampi on kompleksiyhdisteen sisäpallo, ts. sitä vähemmän se dissosioituu vesiliuoksessa. Äskettäin Kn:n sijasta on käytetty stabiilisuusvakion (Ku) arvoa - Kn:n käänteislukua. Mitä suurempi Ku-arvo, sitä vakaampi kompleksi.

Stabiilisuusvakiot mahdollistavat ligandinvaihtoprosessien suunnan ennustamisen.

Vesiliuoksessa metalli-ioni esiintyy vesikompleksien muodossa: 2+ - heksaakvarauta (II), 2 + - tetraakvakupari (II). Kun kirjoitetaan kaavoja hydratoituneille ioneille, hydrataatiokuoren koordinoituja vesimolekyylejä ei ole osoitettu, vaan ne annetaan ymmärtää. Metalli-ionin ja jonkin ligandin välisen kompleksin muodostumista pidetään reaktiona, jossa tämä ligandi korvaa vesimolekyylin sisäisessä koordinaatiosfäärissä.

Ligandinvaihtoreaktiot etenevät SN -tyyppisten reaktioiden mekanismin mukaisesti. Esimerkiksi:

Taulukossa 7.2 annetut stabiilisuusvakioiden arvot osoittavat, että kompleksin muodostumisprosessin vuoksi tapahtuu voimakasta ionien sitoutumista vesiliuoksissa, mikä osoittaa tämän tyyppisen reaktion käytön tehokkuutta ionien sitomiseen, erityisesti monihampaisten ligandien kanssa.

Taulukko 7.2. Zirkoniumkompleksien stabiilisuus

Toisin kuin ioninvaihtoreaktioissa, monimutkaisten yhdisteiden muodostuminen ei useinkaan ole lähes välitön prosessi. Esimerkiksi kun rauta (III) reagoi kanssa, tasapaino saavutetaan 4 päivän kuluttua. Kompleksien kineettisille ominaisuuksille käytetään käsitteitä - labiili(nopeasti reagoiva) ja inertti(reagoi hitaasti). G. Tauben mukaan labiileiksi komplekseiksi katsotaan sellaisia, jotka vaihtavat ligandeja täysin 1 minuutin ajan huoneenlämpötilassa ja liuoksen pitoisuudessa 0,1 M. On välttämätöntä erottaa selvästi toisistaan ​​termodynaamiset käsitteet [vahva (stabiili) / hauras (epästabiili) ] ja kineettiset [ inertit ja labiilit] kompleksit.

Labiileissa komplekseissa ligandisubstituutio tapahtuu nopeasti ja tasapaino vakiintuu nopeasti. Inerteissa komplekseissa ligandisubstituutio etenee hitaasti.

Joten inertti kompleksi 2 + happamassa väliaineessa on termodynaamisesti epästabiili: epästabiilisuusvakio on 10 -6 ja labiili kompleksi 2- on erittäin stabiili: stabiilisuusvakio on 10 -30. Taube yhdistää kompleksien labilisuuden keskusatomin elektroniseen rakenteeseen. Kompleksien inertisyys on ominaista pääasiassa ioneille, joiden d-kuori on epätäydellinen. Inerttejä komplekseja ovat Co, Cr. Monien kationien syanidikompleksit, joiden ulkoinen taso on s 2 p 6, ovat labiileja.

7.6. KOMPLEKSIEN KEMIALLISET OMINAISUUDET

Kompleksin muodostumisprosessit vaikuttavat käytännössä kaikkien kompleksin muodostavien hiukkasten ominaisuuksiin. Mitä suurempi ligandin ja kompleksinmuodostajan välisten sidosten vahvuus on, sitä vähemmän keskusatomin ja ligandien ominaisuudet ilmenevät liuoksessa ja sitä selvemmät ovat kompleksin piirteet.

Monimutkaiset yhdisteet osoittavat kemiallista ja biologista aktiivisuutta keskusatomin koordinaation tyydyttymättömyyden (on vapaita orbitaaleja) ja ligandien vapaiden elektroniparien läsnäolon seurauksena. Tässä tapauksessa kompleksilla on elektrofiilisiä ja nukleofiilisiä ominaisuuksia, jotka eroavat keskusatomin ja ligandien ominaisuuksista.

On tarpeen ottaa huomioon vaikutus kompleksin hydraatiokuoren rakenteen kemialliseen ja biologiseen aktiivisuuteen. Koulutusprosessi

Kompleksien pelkistyminen vaikuttaa kompleksiyhdisteen happo-emäsominaisuuksiin. Monimutkaisten happojen muodostumiseen liittyy vastaavasti hapon tai emäksen vahvuuden kasvu. Joten kun monimutkaisia ​​happoja muodostuu yksinkertaisista hapoista, sitoutumisenergia H + -ionien kanssa vähenee ja hapon vahvuus kasvaa vastaavasti. Jos ulkopallolla on OH - ioni, niin kompleksin kationin ja ulkopallon hydroksidi-ionin välinen sidos heikkenee ja kompleksin perusominaisuudet lisääntyvät. Esimerkiksi kuparihydroksidi Cu (OH) 2 on heikko, niukkaliukoinen emäs. Ammoniakin vaikutuksesta siihen muodostuu kupariammoniakkia (OH) 2. 2+:n varaustiheys pienenee Cu 2+:aan verrattuna, sidos OH-ionien kanssa heikkenee ja (OH)2 käyttäytyy kuin vahva emäs. Kompleksoivaan aineeseen liittyvien ligandien happo-emäsominaisuudet ovat yleensä selvempiä kuin niiden happo-emäsominaisuudet vapaassa tilassa. Esimerkiksi hemoglobiinilla (Hb) tai oksihemoglobiinilla (HbO 2) on happamia ominaisuuksia johtuen globiiniproteiinin vapaista karboksyyliryhmistä, joka proteiini on HHb↔H++Hb- ligandi. Samanaikaisesti hemoglobiinianionilla on globiiniproteiinin aminoryhmistä johtuen emäksisiä ominaisuuksia ja se sitoo siksi happaman CO 2 -oksidin muodostaen karbaminohemoglobiinianionin (HbCO 2 -): CO 2 + Hb - ↔ HbCO 2 - .

Komplekseilla on hapetus-pelkistysominaisuuksia, jotka johtuvat kompleksinmuodostajan hapetus-pelkistysmuutoksista, jotka muodostavat stabiileja hapetustiloja. Kompleksoitumisprosessi vaikuttaa voimakkaasti d-alkuaineiden pelkistyspotentiaalien arvoihin. Jos kationien pelkistetty muoto muodostaa stabiilimman kompleksin annetun ligandin kanssa kuin sen hapettunut muoto, niin potentiaalin arvo kasvaa. Potentiaaliarvon lasku tapahtuu, kun hapettunut muoto muodostaa stabiilimman kompleksin. Esimerkiksi hapettavien aineiden vaikutuksesta: nitriitit, nitraatit, NO 2, H 2 O 2, hemoglobiini muuttuu methemoglobiiniksi keskusatomin hapettumisen seurauksena.

Kuudes kiertorata käytetään oksihemoglobiinin muodostukseen. Sama orbitaali osallistuu sidoksen muodostumiseen hiilimonoksidin kanssa. Tämän seurauksena muodostuu makrosyklinen kompleksi raudan kanssa - karboksihemoglobiini. Tämä kompleksi on 200 kertaa vakaampi kuin rauta-happikompleksi heemissä.

Riisi. 7.1. Hemoglobiinin kemialliset muutokset ihmiskehossa. Kaava kirjasta: Slesarev V.I. Elävän kemian perusteet, 2000

Kompleksi-ionien muodostuminen vaikuttaa kompleksoituvien ionien katalyyttiseen aktiivisuuteen. Joissain tapauksissa aktiivisuus lisääntyy. Tämä johtuu suurten rakenteellisten järjestelmien muodostumisesta liuoksessa, jotka voivat osallistua välituotteiden luomiseen, ja reaktion aktivaatioenergian vähenemisestä. Jos esimerkiksi Cu 2+:a tai NH3:a lisätään H202:een, hajoamisprosessi ei kiihdy. Alkalisessa väliaineessa muodostuvan 2+-kompleksin läsnä ollessa vetyperoksidin hajoaminen kiihtyy 40 miljoonaa kertaa.

Joten hemoglobiinissa voidaan tarkastella monimutkaisten yhdisteiden ominaisuuksia: happo-emäs, kompleksin muodostuminen ja redox.

7.7 Monimutkaisten yhdisteiden LUOKITUS

Monimutkaisille yhdisteille on olemassa useita eri periaatteisiin perustuvia luokitusjärjestelmiä.

1. Sen mukaan, kuuluuko monimutkainen yhdiste tiettyyn yhdisteluokkaan:

Monimutkaiset hapot H2;

Kompleksiset emäkset OH;

Monimutkaiset suolat K4.

2. Ligandin luonteen mukaan: vesikompleksit, ammoniaatit, acidokompleksit (erilaisten happojen anionit, K4, toimivat ligandeina; hydroksokompleksit (hydroksyyliryhmät, K3, ligandeina); kompleksit makrosyklisten ligandien kanssa, joiden sisällä keskus on atomi.

3. Kompleksin varauksen merkillä: kationinen - kompleksinen kationi kompleksiyhdisteessä Cl 3; anioninen - kompleksinen anioni kompleksisessa yhdisteessä K; neutraali - kompleksin varaus on 0. Ulkopallon kompleksiyhdisteellä ei ole esim. . Tämä on syöpälääkkeen kaava.

4. Kompleksin sisäisen rakenteen mukaan:

a) kompleksinmuodostajan atomien lukumäärästä riippuen: yksiytiminen- kompleksipartikkelin koostumus sisältää yhden kompleksinmuodostajan atomin, esimerkiksi Cl3:n; moniytiminen- kompleksihiukkasen koostumuksessa on useita kompleksinmuodostajan atomeja - rauta-proteiinikompleksi:

b) ligandityyppien lukumäärästä riippuen erotetaan kompleksit: homogeeniset (yksi ligandi), sisältää yhden tyyppisen ligandin, esimerkiksi 2+, ja heterogeenisen (moni ligandi)- kahdenlaisia ​​ligandeja tai useampia, esimerkiksi Pt(NH3)2Cl2. Kompleksi sisältää NH3- ja Cl-ligandeja. Monimutkaisille yhdisteille, jotka sisältävät erilaisia ​​ligandeja sisäpallolla, geometrinen isomeria on ominaista, kun sisäpallon samalla koostumuksella sen ligandit sijaitsevat eri tavalla suhteessa toisiinsa.

Monimutkaisten yhdisteiden geometriset isomeerit eroavat paitsi fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista, myös biologisesta aktiivisuudesta. Pt(NH3)2Cl2:n cis-isomeerillä on selvä kasvainten vastainen aktiivisuus, mutta trans-isomeerillä ei ole;

c) mononukleaarisia komplekseja muodostavien ligandien tiheydestä riippuen voidaan erottaa seuraavat ryhmät:

Mononukleaariset kompleksit yksihampaisten ligandien kanssa, esimerkiksi 3+;

Mononukleaariset kompleksit monihampaisten ligandien kanssa. Monihaaraisia ​​ligandeja sisältäviä monimutkaisia ​​yhdisteitä kutsutaan kelatoivat yhdisteet;

d) kompleksisten yhdisteiden sykliset ja asykliset muodot.

7.8 KELAATTIKOMPLEKSIT. KOMPLEKSIA. KOMPLEKSONAATTEET

Syklisiä rakenteita, jotka muodostuvat metalli-ionin lisäämisen seurauksena kahteen tai useampaan yhteen kelatoivaan ainemolekyyliin kuuluvaan luovuttajaatomiin, kutsutaan ns. kelaattiyhdisteet. Esimerkiksi kupariglysinaatti:

Niissä kompleksinmuodostaja ikään kuin johtaa ligandin sisään, on sidosten, kuten kynsien, ympäröimä, joten muiden asioiden ollessa samat ne ovat stabiilimpia kuin yhdisteet, jotka eivät sisällä syklejä. Vakaimmat ovat syklit, jotka koostuvat viidestä tai kuudesta linkistä. Tämän säännön muotoili ensimmäisenä L.A. Chugaev. Ero

Kelaattikompleksin stabiilisuutta ja sen ei-syklisen analogin stabiilisuutta kutsutaan kelaattivaikutus.

Polydentaattiligandit, jotka sisältävät kahdenlaisia ​​ryhmiä, toimivat kelatoivana aineena:

1) ryhmät, jotka kykenevät muodostamaan kovalenttisia polaarisia sidoksia vaihtoreaktioiden vuoksi (protonin luovuttajat, elektroniparin vastaanottajat) -CH 2COOH, -CH 2 PO (OH) 2, -CH 2 SO 2 OH, - happoryhmät (keskukset);

2) elektroniparin luovuttajaryhmät: ≡N, >NH, >C=O, -S-, -OH, - pääryhmät (keskukset).

Jos tällaiset ligandit kyllästävät kompleksin sisäisen koordinaatiopallon ja neutraloivat kokonaan metalli-ionin varauksen, yhdisteet ovat ns. kompleksin sisäinen. Esimerkiksi kupariglysinaatti. Tässä kompleksissa ei ole ulkopuolista sfääriä.

Suurta ryhmää orgaanisia aineita, jotka sisältävät emäksisiä ja happokeskuksia molekyylissä, kutsutaan kompleksonit. Nämä ovat moniemäksisiä happoja. Kompleksonien muodostamia kelaattiyhdisteitä vuorovaikutuksessa metalli-ionien kanssa kutsutaan kompleksonaatit, esimerkiksi magnesiumkompleksonaatti kanssa:

Vesiliuoksessa kompleksi on anionisessa muodossa.

Kompleksit ja kompleksonaatit ovat yksinkertainen malli elävien organismien monimutkaisemmista yhdisteistä: aminohapoista, polypeptideistä, proteiineista, nukleiinihapoista, entsyymeistä, vitamiineista ja monista muista endogeenisista yhdisteistä.

Tällä hetkellä tuotetaan valtava valikoima synteettisiä kompleksoneja, joissa on erilaisia ​​funktionaalisia ryhmiä. Tärkeimpien kompleksonien kaavat on esitetty alla:

Kompleksit voivat tietyissä olosuhteissa tarjota jakamattomia elektronipareja (useita) koordinaatiosidoksen muodostamiseksi metalli-ionin kanssa (s-, p- tai d-elementti). Tämän seurauksena muodostuu stabiileja kelaattityyppisiä yhdisteitä, joissa on 4-, 5-, 6- tai 8-jäseniset renkaat. Reaktio etenee laajalla pH-alueella. Riippuen pH:sta, kompleksinmuodostajan luonteesta, sen suhteesta ligandiin, muodostuu eri vahvuuksia ja liukoisuutta olevia kompleksonaatteja. Kompleksonaattien muodostumisen kemiaa voidaan esittää yhtälöillä käyttämällä esimerkkinä EDTA:n natriumsuolaa (Na 2 H 2 Y), joka dissosioituu vesiliuoksessa: Na 2 H 2 Y → 2Na + + H 2 Y 2- , ja H 2 Y 2- -ioni on vuorovaikutuksessa ionimetallien kanssa, riippumatta metallikationin hapetusasteesta, useimmiten yksi metalli-ioni (1:1) on vuorovaikutuksessa yhden kompleksonimolekyylin kanssa. Reaktio etenee kvantitatiivisesti (Kp>10 9).

Kompleksoneilla ja kompleksonaateilla on amfoteerisia ominaisuuksia laajalla pH-alueella, kyky osallistua hapetus-pelkistysreaktioihin, kompleksien muodostuminen, muodostaa yhdisteitä, joilla on erilaisia ​​ominaisuuksia riippuen metallin hapetusasteesta, sen koordinaatiokyllästymisestä, ja niillä on elektrofiilisiä ja nukleofiilisiä ominaisuuksia. . Kaikki tämä määrittää kyvyn sitoa valtava määrä hiukkasia, mikä sallii pienen määrän reagenssia ratkaista suuria ja erilaisia ​​​​ongelmia.

Toinen kompleksonien ja kompleksonaattien kiistaton etu on niiden alhainen myrkyllisyys ja kyky muuttaa myrkyllisiä hiukkasia

vähämyrkyllisiksi tai jopa biologisesti aktiivisiksi. Kompleksonaattien hajoamistuotteet eivät kerry elimistöön ja ovat vaarattomia. Kompleksonaattien kolmas ominaisuus on mahdollisuus käyttää niitä hivenainelähteenä.

Lisääntynyt sulavuus johtuu siitä, että hivenaine lisätään biologisesti aktiivisessa muodossa ja sillä on korkea kalvon läpäisevyys.

7.9. Fosforipitoiset metallikompleksonaatit - TEHOKAS MUOTO MIKRO- JA MAKROELEMENTIEN MUUTTAMISEKSI BIOLOGISESTI AKTIIVISEKSI JA MALLI KEMIALLISEN ELEMENTIN BIOLOGISTEN VAIKUTUKSEN TUTKIMUKSESTA

konsepti biologista toimintaa kattaa laajan kirjon ilmiöitä. Kemiallisen vaikutuksen kannalta biologisesti aktiivisilla aineilla (BAS) tarkoitetaan yleisesti aineita, jotka voivat vaikuttaa biologisiin järjestelmiin sääteleen niiden elintärkeää toimintaa.

Kyky tällaiseen vaikutukseen tulkitaan kyvyksi osoittaa biologista aktiivisuutta. Sääntely voi ilmetä stimulaation, sorron, tiettyjen vaikutusten kehittymisenä. Biologisen aktiivisuuden äärimmäinen ilmentymä on biosidinen vaikutus, kun biosidiaineen vaikutuksen seurauksena keho kuolee. Pienemmillä pitoisuuksilla biosideillä on useimmissa tapauksissa pikemminkin stimuloiva kuin tappava vaikutus eläviin organismeihin.

Tällä hetkellä tunnetaan suuri määrä tällaisia ​​aineita. Kuitenkin monissa tapauksissa tunnettujen biologisesti aktiivisten aineiden käyttöä käytetään riittämättömästi, usein tehokkuudella kaukana maksimista, ja käyttö johtaa usein sivuvaikutuksiin, jotka voidaan eliminoida lisäämällä biologisesti aktiivisiin aineisiin modifioivia aineita.

Fosforia sisältävät kompleksonaatit muodostavat yhdisteitä, joilla on erilaisia ​​ominaisuuksia riippuen metallin luonteesta, hapetusasteesta, koordinaatiokyllästysasteesta, hydraattikuoren koostumuksesta ja rakenteesta. Kaikki tämä määrää kompleksonaattien monitoiminnallisuuden, niiden ainutlaatuisen kyvyn toimia substoikiometrisesti,

yhteisen ionin vaikutus ja tarjoaa laajan sovelluksen lääketieteessä, biologiassa, ekologiassa ja kansantalouden eri sektoreilla.

Kun metalli-ioni koordinoi kompleksonia, elektronien tiheys jakautuu uudelleen. Johtuen yksinäisen elektroniparin osallistumisesta luovuttaja-akseptori-vuorovaikutukseen, ligandin (kompleksin) elektronitiheys siirtyy keskusatomiin. Ligandin suhteellisen negatiivisen varauksen väheneminen myötävaikuttaa reagenssien Coulombin hylkimisen vähenemiseen. Siksi koordinoitu ligandi tulee helpommin saataville sellaisen nukleofiilisen reagenssin hyökkäämiselle, jolla on ylimääräinen elektronitiheys reaktiokeskuksessa. Elektronitiheyden siirtyminen kompleksonista metalli-ioniin johtaa hiiliatomin positiivisen varauksen suhteelliseen kasvuun ja siten nukleofiilisen reagenssin, hydroksyyli-ionin, hyökkäyksen helpottamiseen. Biologisissa järjestelmissä aineenvaihduntaprosesseja katalysoivien entsyymien joukossa hydroksyloitu kompleksi on yksi keskeisistä paikoista kehon entsymaattisen vaikutuksen ja myrkkyjen poiston mekanismissa. Entsyymin monipistevuorovaikutuksen seurauksena substraatin kanssa tapahtuu orientaatio, joka varmistaa aktiivisten ryhmien konvergenssin aktiivisessa keskustassa ja reaktion siirtymisen molekyylinsisäiseen järjestelmään, ennen kuin reaktio alkaa ja siirtymätila muodostuu, joka varmistaa FCM:n entsymaattisen toiminnan. Entsyymimolekyyleissä voi tapahtua konformaatiomuutoksia. Koordinaatio luo lisäedellytyksiä keskusionin ja ligandin väliselle redox-vuorovaikutukselle, koska hapettimen ja pelkistimen välille muodostuu suora sidos, joka varmistaa elektronien siirtymisen. FCM-siirtymämetallikomplekseja voidaan karakterisoida L-M-, M-L-, M-L-M-tyyppisillä elektronisiirtymillä, joihin osallistuvat sekä metallin (M) että ligandien (L) orbitaalit, jotka on vastaavasti kytketty kompleksiin donori-akseptorisidoksilla. Kompleksit voivat toimia sillana, jota pitkin moniytimien kompleksien elektronit värähtelevät yhden tai eri alkuaineiden keskusatomien välillä eri hapetustiloissa. (elektronien ja protonien kuljetuskompleksit). Kompleksit määrittävät metallikompleksonaattien pelkistävät ominaisuudet, minkä ansiosta niillä on korkeat antioksidanttiset, adaptogeeniset ja homeostaattiset ominaisuudet.

Joten kompleksonit muuttavat mikroelementit biologisesti aktiiviseksi, kehon saatavilla olevaksi muodoksi. Ne muodostavat vakaan

koordinatiivisesti tyydyttyneitä hiukkasia, jotka eivät pysty tuhoamaan biokomplekseja, ja näin ollen vähän myrkyllisiä muotoja. Kompleksonaatit vaikuttavat suotuisasti kehon mikroelementtien homeostaasin vastaisesti. Kompleksonaattimuodossa olevien siirtymäelementtien ionit toimivat elimistössä tekijänä, joka määrää solujen korkean herkkyyden mikroelementeille osallistumalla korkean pitoisuusgradientin, kalvopotentiaalin, luomiseen. Siirtymämetallikompleksonaateilla FKM on biosäätelyominaisuuksia.

Happamien ja emäksisten keskusten läsnäolo FCM:n koostumuksessa tarjoaa amfoteerisia ominaisuuksia ja niiden osallistumisen happo-emästasapainon (isohydrinen tila) ylläpitämiseen.

Fosfoniryhmien lukumäärän lisääntyessä kompleksonin koostumuksessa liukenevien ja huonosti liukenevien kompleksien koostumus ja olosuhteet muuttuvat. Fosfoniryhmien määrän lisääntyminen edistää niukkaliukoisten kompleksien muodostumista laajemmalla pH-alueella ja siirtää niiden olemassaolon alueen happamalle alueelle. Kompleksien hajoaminen tapahtuu pH:ssa yli 9.

Kompleksien muodostumisprosessien tutkiminen kompleksonien kanssa mahdollisti menetelmien kehittämisen biosäätelyaineiden synteesiin:

Pitkävaikutteiset kasvustimulaattorit kolloidikemiallisessa muodossa ovat titaanin ja raudan polynukleaarisia homo- ja heterokompleksiyhdisteitä;

Kasvua stimuloivat aineet vesiliukoisessa muodossa. Nämä ovat sekaligandi-titaanikompleksonaatteja, jotka perustuvat kompleksoneihin ja epäorgaaniseen ligandiin;

Kasvun estäjät - s-elementtien fosforia sisältävät kompleksonaatit.

Syntetisoitujen valmisteiden biologista vaikutusta kasvuun ja kehitykseen tutkittiin kroonisessa kokeessa kasveilla, eläimillä ja ihmisillä.

Bioregulaatio- Tämä on uusi tieteellinen suunta, jonka avulla voit säädellä biokemiallisten prosessien suuntaa ja intensiteettiä, jota voidaan käyttää laajasti lääketieteessä, karjanhoidossa ja kasvinviljelyssä. Se liittyy kehon fysiologisen toiminnan palauttamistapojen kehittämiseen sairauksien ja ikään liittyvien patologioiden ehkäisemiseksi ja hoitamiseksi. Kompleksonit ja niihin perustuvat kompleksiyhdisteet voidaan luokitella lupaaviksi biologisesti aktiivisiksi yhdisteiksi. Niiden biologisen vaikutuksen tutkiminen kroonisessa kokeessa osoitti, että kemia antoi lääkäreiden käsiin,

karjankasvattajat, agronomit ja biologit, uusi lupaava työkalu, jonka avulla voit aktiivisesti vaikuttaa elävään soluun, säädellä ravitsemusolosuhteita, elävien organismien kasvua ja kehitystä.

Käytettyjen kompleksonien ja kompleksonaattien toksisuutta koskeva tutkimus osoitti lääkkeiden täydellisen vaikutuksen puuttumisen hematopoieettisiin elimiin, verenpaineeseen, kiihtyvyyteen, hengitystiheyteen: maksan toiminnassa ei havaittu muutoksia, ei toksikologista vaikutusta kudosten morfologiaan ja elimiä löydettiin. HEDP:n kaliumsuolalla ei ole toksisuutta annoksella, joka on 5-10 kertaa suurempi kuin terapeuttinen annos (10-20 mg/kg) tutkimuksessa 181 päivän ajan. Siksi kompleksonit luokitellaan vähän toksisiksi yhdisteiksi. Niitä käytetään lääkkeinä virussairauksien, raskasmetalli- ja radioaktiivisten alkuaineiden aiheuttamien myrkytysten, kalsiumaineenvaihdunnan häiriöiden, endeemisten sairauksien ja kehon mikroelementtiepätasapainon torjuntaan. Fosforia sisältävät kompleksonit ja kompleksonaatit eivät fotolyysi.

Ympäristön asteittainen saastuminen raskasmetalleilla - ihmisen taloudellisen toiminnan tuotteet ovat pysyvä ympäristötekijä. Ne voivat kerääntyä kehoon. Niiden ylimäärä ja puute aiheuttavat kehon myrkytyksen.

Metallikompleksonaatit säilyttävät kelatoivan vaikutuksen ligandiin (kompleksoni) kehossa ja ovat välttämättömiä metalliligandin homeostaasin ylläpitämiseksi. Sisältyvät raskasmetallit neutraloituvat jossain määrin kehossa, ja alhainen resorptiokyky estää metallien siirtymisen troofisia ketjuja pitkin, minkä seurauksena tämä johtaa niiden myrkyllisen vaikutuksen tiettyyn "biominisoitumiseen", mikä on erityisen tärkeää Uralille. alueella. Esimerkiksi vapaa lyijy-ioni kuuluu tiolimyrkkyihin, ja lyijyn vahva kompleksonaatti kanssa on alhainen toksisuus. Siksi kasvien ja eläinten myrkkyjen poistaminen koostuu metallikompleksonaattien käytöstä. Se perustuu kahteen termodynaamiseen periaatteeseen: niiden kykyyn muodostaa vahvoja sidoksia myrkyllisten hiukkasten kanssa, jolloin ne muuttuvat huonosti liukeneviksi tai stabiileiksi yhdisteiksi vesiliuoksessa; niiden kyvyttömyys tuhota endogeenisiä biokomplekseja. Tässä suhteessa pidämme tärkeänä suunnana torjuttaessa ekomyrkytystä ja saada ympäristöystävällisiä tuotteita - tämä on monimutkaista kasvien ja eläinten hoitoa.

Tehtiin tutkimus eri metallien kompleksonaattien kasvien käsittelyn vaikutuksista intensiivisessä viljelytekniikassa.

perunat perunan mukuloiden hivenainekoostumuksesta. Mukulanäytteet sisälsivät rautaa 105-116 mg/kg, mangaania 16-20 mg/kg, kuparia 13-18 mg/kg ja sinkkiä 11-15 mg/kg. Mikroelementtien suhde ja pitoisuus ovat tyypillisiä kasvikudoksille. Mukuloilla, jotka on kasvatettu metallikompleksonaattien kanssa ja ilman, on lähes sama alkuainekoostumus. Kelaattien käyttö ei luo edellytyksiä raskasmetallien kertymiselle mukuloihin. Kompleksonaatit, vähemmässä määrin kuin metalli-ionit, imeytyvät maaperään, kestävät sen mikrobiologisia vaikutuksia, minkä ansiosta ne pysyvät maaliuoksessa pitkään. Jälkivaikutus on 3-4 vuotta. Ne yhdistyvät hyvin erilaisten torjunta-aineiden kanssa. Kompleksin metallilla on pienempi myrkyllisyys. Fosforia sisältävät metallikompleksonaatit eivät ärsytä silmien limakalvoja eivätkä vahingoita ihoa. Herkistäviä ominaisuuksia ei ole tunnistettu, titaanikompleksonaattien kumulatiiviset ominaisuudet eivät ole korostuneita, ja joissakin tapauksissa ne ilmenevät hyvin heikosti. Kumulaatiokerroin on 0,9-3,0, mikä viittaa alhaiseen mahdolliseen kroonisen lääkemyrkytysriskiin.

Fosforia sisältävät kompleksit perustuvat fosfori-hiilisidokselle (C-P), jota esiintyy myös biologisissa systeemeissä. Se on osa solukalvojen fosfonolipidejä, fosfonoglykaaneja ja fosfoproteiineja. Aminofosfoniyhdisteitä sisältävät lipidit vastustavat entsymaattista hydrolyysiä, antavat stabiiliutta ja siten solujen ulkokalvojen normaalin toiminnan. Pyrofosfaattien synteettiset analogit - difosfonaatit (Р-С-Р) tai (Р-С-С-Р) suurina annoksina häiritsevät kalsiumin aineenvaihduntaa ja pieninä annoksina normalisoivat sen. Difosfonaatit ovat tehokkaita hyperlipemiassa ja lupaavia farmakologian näkökulmasta.

P-C-P-sidoksia sisältävät difosfonaatit ovat biosysteemien rakenneosia. Ne ovat biologisesti tehokkaita ja ovat pyrofosfaattien analogeja. Difosfonaattien on osoitettu olevan tehokkaita erilaisten sairauksien hoidossa. Difosfonaatit ovat aktiivisia luun mineralisaation ja resorption estäjiä. Kompleksit muuttavat mikroelementit biologisesti aktiiviseen, elimistön saatavilla olevaan muotoon, muodostavat stabiileja, koordinatiivisesti tyydyttyneitä hiukkasia, jotka eivät pysty tuhoamaan biokomplekseja ja siten vähän toksisia muotoja. Ne määrittävät solujen suuren herkkyyden hivenaineille osallistuen korkean pitoisuusgradientin muodostumiseen. Pystyy osallistumaan moniytimien titaaniyhdisteiden muodostukseen

eri tyyppiset - elektronien ja protonien kuljetuskompleksit, osallistuvat aineenvaihduntaprosessien biosäätelyyn, kehon vastustuskykyyn, kykyyn muodostaa sidoksia myrkyllisten hiukkasten kanssa, muuttaen ne huonosti liukeneviksi tai liukoisiksi, stabiileiksi, tuhoamattomiksi endogeenisiksi komplekseiksi. Siksi niiden käyttö myrkkyjen poistamiseen, elimistöstä poistamiseen, ympäristöystävällisten tuotteiden saamiseksi (kompleksihoito) sekä teollisuudessa epäorgaanisten happojen ja siirtymämetallisuolojen teollisuusjätteiden regenerointiin ja hävittämiseen on erittäin lupaavaa.

7.10. LIGANDIN VAIHTO JA METALLIN VAIHTO

SALDO. KELATERAPIA

Jos järjestelmässä on useita ligandeja yhdellä metalli-ionilla tai useita metalli-ioneja yhdellä ligandilla, jotka kykenevät muodostamaan kompleksisia yhdisteitä järjestelmässä, havaitaan kilpailevia prosesseja: ensimmäisessä tapauksessa ligandien vaihtotasapaino on ligandien välistä kilpailua metalli-ionista, toisessa tapauksessa metallinvaihtotasapaino on metalli-ionien välinen kilpailu ligandista. Kestävimmän kompleksin muodostumisprosessi vallitsee. Esimerkiksi liuoksessa on ioneja: magnesium, sinkki, rauta (III), kupari, kromi (II), rauta (II) ja mangaani (II). Kun tähän liuokseen lisätään pieni määrä e(EDTA), syntyy kilpailua metalli-ionien välillä ja sitoutuminen rauta(III)-kompleksiin, koska se muodostaa stabiilimman kompleksin EDTA:n kanssa.

Biometallien (Mb) ja bioligandien (Lb) vuorovaikutusta, elintärkeiden biokompleksien (MbLb) muodostumista ja tuhoutumista tapahtuu jatkuvasti kehossa:

Ihmisten, eläinten ja kasvien kehossa on erilaisia ​​mekanismeja tämän tasapainon suojaamiseksi ja ylläpitämiseksi erilaisilta ksenobiootilta (vierailta aineilta), mukaan lukien raskasmetalli-ionit. Raskasmetalli-ionit, jotka eivät ole sitoutuneet kompleksiksi, ja niiden hydroksokompleksit ovat myrkyllisiä hiukkasia (Mt). Näissä tapauksissa luonnollisen metalliliganditasapainon ohella voi syntyä uusi tasapaino, jolloin muodostuu stabiilimpia vieraita komplekseja, jotka sisältävät myrkyllisiä metalleja (MtLb) tai myrkyllisiä ligandeja (MbLt), jotka eivät täytä.

välttämättömät biologiset toiminnot. Kun eksogeeniset myrkylliset hiukkaset joutuvat kehoon, syntyy yhdistettyjä tasapainoja ja seurauksena syntyy prosessien kilpailua. Vallitseva prosessi on se, joka johtaa stabiilimman kompleksiyhdisteen muodostumiseen:

Metalliligandin homeostaasin häiriöt aiheuttavat aineenvaihduntahäiriöitä, estävät entsyymien toimintaa, tuhoavat tärkeitä metaboliitteja, kuten ATP:tä, solukalvoja ja häiritsevät solujen ionikonsentraatiogradienttia. Siksi luodaan keinotekoisia suojajärjestelmiä. Kelaatioterapia (kompleksihoito) saa oman paikkansa tässä menetelmässä.

Kelaattihoito on myrkyllisten hiukkasten poistamista kehosta, joka perustuu niiden kelatoitumiseen s-elementtikompleksonaattien kanssa. Kehon sisältämien myrkyllisten hiukkasten poistamiseen käytettyjä lääkkeitä kutsutaan detoksifikaattoreiksi.(Lg). Myrkyllisten lajien kelatointi metallikompleksonaateilla (Lg) muuttaa myrkylliset metalli-ionit (Mt) myrkyttömäksi (MtLg) sitoutuneiksi muodoiksi, jotka soveltuvat eristämiseen ja kalvon läpäisyyn, kuljettamiseen ja eliminaatioon kehosta. Ne säilyttävät kelatoivan vaikutuksen kehossa sekä ligandille (kompleksille) että metalli-ionille. Tämä varmistaa kehon metalliligandin homeostaasin. Siksi kompleksonaattien käyttö lääketieteessä, karjanhoidossa ja kasvinviljelyssä mahdollistaa kehon myrkkyjen poistamisen.

Kelaattihoidon termodynaamiset perusperiaatteet voidaan muotoilla kahdessa kohdassa.

I. Detoksikantin (Lg) tulee sitoa tehokkaasti myrkyllisiä ioneja (Mt, Lt), vasta muodostuneiden yhdisteiden (MtLg) on ​​oltava vahvempia kuin elimistössä olleet:

II. Detoksifiointiaine ei saa tuhota elintärkeitä kompleksisia yhdisteitä (MbLb); yhdisteiden, joita voi muodostua myrkyttömän aineen ja biometalli-ionien (MbLg) vuorovaikutuksessa, tulee olla vähemmän vahvoja kuin kehossa olevien:

7.11. KOMPLEKSIEN JA KOMPLEKSONAATTIEN KÄYTTÖ Lääketieteessä

Kompleksonimolekyylit eivät käytännössä halkeile tai muutu biologisessa ympäristössä, mikä on niiden tärkeä farmakologinen ominaisuus. Kompleksit ovat liukenemattomia lipideihin ja erittäin liukenevia veteen, joten ne eivät tunkeudu tai tunkeudu huonosti solukalvojen läpi, ja siksi: 1) eivät erity suoliston kautta; 2) kompleksinmuodostajien imeytyminen tapahtuu vain ruiskeena (vain penisillamiinia otetaan suun kautta); 3) kehossa kompleksonit kiertävät pääasiassa solunulkoisessa tilassa; 4) erittyminen kehosta tapahtuu pääasiassa munuaisten kautta. Tämä prosessi on nopea.

Aineita, jotka eliminoivat myrkkyjen vaikutukset biologisiin rakenteisiin ja inaktivoivat myrkyt kemiallisten reaktioiden kautta, kutsutaan ns. vastalääkkeet.

Yksi ensimmäisistä kelatointihoidossa käytetyistä vastalääkkeistä on British Anti-Lewisite (BAL). Unithiolia käytetään tällä hetkellä:

Tämä lääke poistaa tehokkaasti arseenin, elohopean, kromin ja vismutin kehosta. Yleisimmin käytettyjä sinkin, kadmiumin, lyijyn ja elohopean myrkytykseen käytetään kompleksoneja ja kompleksonaatteja. Niiden käyttö perustuu vahvempien kompleksien muodostumiseen metalli-ionien kanssa kuin samojen ionien kompleksit rikkiä sisältävien proteiini-, aminohappo- ja hiilihydraattiryhmien kanssa. EDTA-valmisteita käytetään lyijyn poistamiseen. Suurten lääkeannosten joutuminen kehoon on vaarallista, koska ne sitovat kalsiumioneja, mikä johtaa monien toimintojen häiriintymiseen. Siksi hae tetasiini(CaNa 2 EDTA), jota käytetään lyijyn, kadmiumin, elohopean, yttriumin, ceriumin ja muiden harvinaisten maametallien sekä koboltin poistamiseen.

Tetasiinin ensimmäisestä terapeuttisesta käytöstä vuonna 1952 lähtien tätä lääkettä on käytetty laajalti ammattitautien klinikoilla ja se on edelleen korvaamaton vastalääke. Tetasiinin vaikutusmekanismi on erittäin mielenkiintoinen. Ionit-toksiset aineet syrjäyttävät koordinoidun kalsiumionin tetasiinista, koska muodostuu vahvempia sidoksia hapen ja EDTA:n kanssa. Kalsiumioni puolestaan ​​syrjäyttää kaksi jäljellä olevaa natrium-ionia:

Tetasiini viedään kehoon 5-10-prosenttisena liuoksena, jonka perustana on suolaliuos. Joten jo 1,5 tuntia vatsaontelonsisäisen injektion jälkeen 15% annetusta tetasiiniannoksesta jää kehoon, 6 tunnin kuluttua - 3% ja 2 päivän kuluttua - vain 0,5%. Lääke vaikuttaa tehokkaasti ja nopeasti käytettäessä tetasiinin inhalaatiomenetelmää. Se imeytyy nopeasti ja kiertää veressä pitkään. Lisäksi tetasiinia käytetään suojana kaasukuoliolta. Se estää sinkki- ja koboltti-ionien toimintaa, jotka ovat lesitinaasientsyymin aktivaattoreita, jotka ovat kaasukuoliotoksiini.

Tetasiinin myrkyllisten aineiden sitoutuminen vähätoksiseksi ja kestävämmäksi kelaattikompleksiksi, joka ei tuhoudu ja erittyy helposti elimistöstä munuaisten kautta, tarjoaa myrkkyjä ja tasapainoista mineraaliravintoa. Lähes rakenteeltaan ja koostumukseltaan esi-

paratam EDTA on dietyleenitriamiini-pentaetikkahapon (CaNa 3 DTPA) natriumkalsiumsuola - pentasiini ja dietnatriumsuola (Na 6 DTPF) - trimefasiini. Pentasiinia käytetään pääasiassa myrkytykseen rauta-, kadmium- ja lyijyyhdisteillä sekä radionuklidien (teknetium, plutonium, uraani) poistoon.

Etyleenidiamiinidi-isopropyylifosfonihapon natriumsuola (СаNa 2 EDTP) fosfisiini Käytetään menestyksekkäästi elohopean, lyijyn, berylliumin, mangaanin, aktinidien ja muiden metallien poistamiseen kehosta. Kompleksonaatit ovat erittäin tehokkaita joidenkin myrkyllisten anionien poistamisessa. Esimerkiksi koboltti(II)etyleenidiamiinitetraasetaattia, joka muodostaa sekaligandikompleksin CN -:n kanssa, voidaan suositella vastalääkkeeksi syanidimyrkytyksissä. Samanlainen periaate on menetelmien taustalla myrkyllisten orgaanisten aineiden poistamiseksi, mukaan lukien torjunta-aineet, jotka sisältävät funktionaalisia ryhmiä luovuttajaatomeilla, jotka voivat olla vuorovaikutuksessa kompleksonaattimetallin kanssa.

Tehokas lääke on succimer(dimerkaptosukkiinihappo, dimerkaptosukkiinihappo, chemet). Se sitoo vahvasti lähes kaikkia myrkyllisiä aineita (Hg, As, Pb, Cd), mutta poistaa elimistöstä biogeenisten alkuaineiden ioneja (Cu, Fe, Zn, Co), joten sitä ei käytetä lähes koskaan.

Fosforia sisältävät kompleksonaatit estävät tehokkaita fosfaattien ja kalsiumoksalaattien kiteiden muodostumista. Kalkkeutumista estäväksi lääkkeeksi virtsakivitaudin hoidossa ehdotetaan ksidifonia, OEDP:n kalium-natriumsuolaa. Difosfonaatit lisäksi minimaalisina annoksina lisäävät kalsiumin sitoutumista luukudokseen ja estävät sen patologista poistumista luista. HEDP ja muut difosfonaatit ehkäisevät erilaisia ​​osteoporoosin tyyppejä, mukaan lukien munuaisten osteodystrofia, parodontaali

luun tuhoaminen sekä siirretyn luun tuhoutuminen eläimillä. HEDP:n anti-ateroskleroottinen vaikutus on myös kuvattu.

Yhdysvalloissa useita difosfonaatteja, erityisesti HEDP:tä, on ehdotettu farmaseuttisiksi valmisteiksi ihmisten ja eläinten hoitoon, jotka kärsivät metastasoituneesta luusyövästä. Kalvon läpäisevyyttä säätelemällä bisfosfonaatit edistävät kasvainlääkkeiden kulkeutumista soluun ja siten erilaisten onkologisten sairauksien tehokasta hoitoa.

Yksi nykyajan lääketieteen kiireellisistä ongelmista on erilaisten sairauksien nopea diagnosointi. Tästä näkökulmasta epäilemättä kiinnostava on uusi luokka valmisteita, jotka sisältävät kationeja, jotka kykenevät suorittamaan koettimen toiminnot - radioaktiiviset magnetorelaksaatiot ja fluoresoivat leimat. Tiettyjen metallien radioisotooppeja käytetään radiofarmaseuttisten valmisteiden pääkomponentteina. Näiden isotooppien kationien kelatointi kompleksoneilla mahdollistaa niiden toksikologisten hyväksyttävyyden lisäämisen elimistön kannalta, helpottaa niiden kuljetusta ja varmistaa tietyissä rajoissa pitoisuuden selektiivisyyden eri elimiin.

Nämä esimerkit eivät suinkaan tyhjennä kaikkia kompleksonaattien käyttötapoja lääketieteessä. Siten magnesidikaliumsuolaa käytetään säätelemään nestepitoisuutta kudoksissa patologiassa. EDTA:ta käytetään osana antikoagulanttisuspensioita, joita käytetään veriplasman erottamisessa, adenosiinitrifosfaatin stabilointiaineena verensokerin määrittämisessä, piilolinssien kirkastuksessa ja säilytyksessä. Difosfonaatteja käytetään laajalti reumasairauksien hoidossa. Ne ovat erityisen tehokkaita niveltulehdusta ehkäisevinä aineina yhdistettynä tulehduskipulääkkeisiin.

7.12 KOMPLEKSIA MAKROSYKLISIEN YHDISTEIDEN KANSSA

Luonnollisista kompleksiyhdisteistä erityisen paikan ovat makrokompleksit, jotka perustuvat syklisiin polypeptideihin, jotka sisältävät tietynkokoisia sisäisiä onteloita, joissa on useita happea sisältäviä ryhmiä, jotka kykenevät sitomaan näiden metallien, mukaan lukien natriumin ja kaliumin, kationeja, joiden mitat vastaavat ontelon mitat. Tällaiset aineet, jotka ovat biologisia

Riisi. 7.2. Valinomysiinikompleksi K+-ionin kanssa

ical materiaalit, kuljettavat ioneja kalvojen läpi ja siksi niitä kutsutaan ionoforit. Esimerkiksi valinomysiini kuljettaa kalium-ionin kalvon läpi (kuva 7.2).

Toisen polypeptidin avulla - gramicidiini A natriumkationit kuljetetaan relemekanismilla. Tämä polypeptidi on taitettu "putkeksi", jonka sisäpinta on vuorattu happea sisältävillä ryhmillä. Tulos on

riittävän pitkä hydrofiilinen kanava, jolla on tietty poikkileikkaus, joka vastaa natriumionin kokoa. Hydrofiiliseen kanavaan yhdeltä puolelta tuleva natriumioni siirtyy happiryhmistä toisiin, kuten viestikilpailu ioneja johtavan kanavan kautta.

Siten syklisessä polypeptidimolekyylissä on molekyylinsisäinen onkalo, johon tietyn kokoinen ja geometrinen substraatti voi mennä avaimen ja lukon periaatteen mukaisesti. Tällaisten sisäisten reseptorien ontelo on vuorattu aktiivisilla keskuksilla (endoreseptoreilla). Metalli-ionin luonteesta riippuen voi tapahtua ei-kovalenttista vuorovaikutusta (sähköstaattinen, vetysidos, van der Waalsin voimat) alkalimetallien kanssa ja kovalenttista vuorovaikutusta maa-alkalimetallien kanssa. Tämän seurauksena, supramolekyylejä- kompleksiyhdisteet, jotka koostuvat kahdesta tai useammasta hiukkasesta, joita molekyylien väliset voimat pitävät yhdessä.

Elävässä luonnossa yleisimpiä ovat nelihampaiset makrosyklit - porfiinit ja niitä rakenteeltaan lähellä olevat korrinoidit. Kaavamaisesti tetradenttisykli voidaan esittää seuraavassa muodossa (Kuva 7.3), jossa kaaret tarkoittavat samantyyppisiä hiiliketjuja, jotka yhdistävät luovuttajatyppiatomeja suljetussa syklissä; R1, R2, R3, P4 ovat hiilivetyradikaaleja; M n+ - metalli-ioni: klorofyllissä Mg 2+ -ioni, hemoglobiinissa Fe 2+ -ioni, hemosyaniinissa Cu 2+ -ioni, B 12 -vitamiinissa (kobalamiini) Co 3+ -ioni.

Luovuttajatyppiatomit sijaitsevat neliön kulmissa (merkitty katkoviivalla). Ne ovat tiukasti koordinoituja avaruudessa. Niin

porfyriinit ja korrinoidit muodostavat vahvoja komplekseja eri alkuaineiden kationien ja jopa maa-alkalimetallien kanssa. Merkittävää on se Riippumatta ligandin tiheydestä, kompleksin kemiallinen sidos ja rakenne määräytyvät donoriatomien avulla. Esimerkiksi kuparikomplekseilla NH3:n, etyleenidiamiinin ja porfyriinin kanssa on sama neliörakenne ja samanlainen elektroninen konfiguraatio. Mutta monihampaiset ligandit sitoutuvat metalli-ioneihin paljon voimakkaammin kuin yksihampaiset ligandit.

Riisi. 7.3. Tetradentaattinen makrosykli

samoilla luovuttajaatomeilla. Etyleenidiamiinikompleksien lujuus on 8-10 suuruusluokkaa suurempi kuin samojen metallien lujuus ammoniakin kanssa.

Bioepäorgaanisia komplekseja metalli-ioneista proteiinien kanssa kutsutaan bioklusterit - metalli-ionien komplekseja makrosyklisten yhdisteiden kanssa (kuva 7.4).

Riisi. 7.4 Kaavioesitys tietyn kokoisten proteiinikompleksien bioklusterien rakenteesta d-elementtien ionien kanssa. Proteiinimolekyylin vuorovaikutuksen tyypit. M n+ - aktiivinen keskusmetalli-ioni

Bioklusterin sisällä on onkalo. Se sisältää metallin, joka on vuorovaikutuksessa liitosryhmien luovuttajaatomien kanssa: OH-, SH-, COO-, -NH2, proteiinit, aminohapot. Tunnetuin metalli-

aineet (hiilianhydraasi, ksantiinioksidaasi, sytokromit) ovat bioklustereita, joiden ontelot muodostavat entsyymikeskuksia, jotka sisältävät vastaavasti Zn:a, Mo:ta ja Fe:tä.

7.13. MULTICORE KOMPLEKSIT

Heterovalenssit ja heteronukleaariset kompleksit

Komplekseja, jotka sisältävät useita yhden tai eri alkuaineen keskusatomeja, kutsutaan moniytiminen. Mahdollisuuden muodostaa moninukleaarisia komplekseja määrää joidenkin ligandien kyky sitoutua kahteen tai kolmeen metalli-ioniin. Tällaisia ​​ligandeja kutsutaan silta. Vastaavasti silta kutsutaan komplekseiksi. Periaatteessa myös yhden atomin sillat ovat mahdollisia, esim.

He käyttävät yksinäisiä elektronipareja, jotka kuuluvat samaan atomiin. Siltojen roolia voidaan esittää polyatomiset ligandit. Tällaisissa silloissa käytetään jakamattomia elektronipareja, jotka kuuluvat eri atomeihin. polyatominen ligandi.

A.A. Grinberg ja F.M. Filinov tutki koostumuksen siltayhdisteitä, joissa ligandi sitoo saman metallin monimutkaisia ​​yhdisteitä, mutta eri hapetustiloissa. G. Taube soitti heille elektroninsiirtokompleksit. Hän tutki elektroninsiirron reaktioita eri metallien keskusatomien välillä. Redox-reaktioiden kinetiikkaa ja mekanismia koskevat systemaattiset tutkimukset ovat johtaneet siihen johtopäätökseen, että elektronin siirtyminen kahden kompleksin välillä on

etenee tuloksena olevan ligandisillan läpi. Elektronin vaihto 2+:n ja 2+:n välillä tapahtuu välisiltakompleksin muodostumisen kautta (kuva 7.5). Elektronien siirto tapahtuu kloridisiltaligandin kautta, mikä päättyy 2+-kompleksien muodostumiseen; 2+.

Riisi. 7.5 Elektronien siirto välissä olevassa moniydinkompleksissa

Laaja valikoima polynukleaarisia komplekseja on saatu käyttämällä orgaanisia ligandeja, jotka sisältävät useita luovuttajaryhmiä. Edellytys niiden muodostumiselle on sellainen luovuttajaryhmien järjestely ligandissa, joka ei salli kelaattisyklien sulkeutumista. Ei ole harvinaista, että ligandi sulkee kelaattisyklin ja toimii samanaikaisesti siltana.

Elektroninsiirron aktiivinen periaate ovat siirtymämetallit, joilla on useita stabiileja hapetustiloja. Tämä antaa titaani-, rauta- ja kupari-ioneille ihanteelliset elektronin kantajaominaisuudet. Vaihtoehtojoukko heterovalenttien (HVA) ja heteronukleaaristen kompleksien (HNC) muodostamiseksi Ti:iin ja Fe:hen perustuen on esitetty kuvassa. 7.6.

reaktio

Reaktiota (1) kutsutaan ristireaktio. Vaihtoreaktioissa välituote on heterovalenttisia komplekseja. Kaikki teoreettisesti mahdolliset kompleksit muodostuvat itse asiassa liuoksessa tietyissä olosuhteissa, mikä on todistettu erilaisilla fysikaalis-kemiallisilla tutkimuksilla.

Riisi. 7.6. Heterovalenttien kompleksien ja heteronukleaaristen kompleksien muodostuminen, jotka sisältävät Ti:tä ja Fe:tä

menetelmiä. Jotta elektronien siirto tapahtuisi, lähtöaineiden on oltava tilassa, joka on lähellä energiaa. Tätä vaatimusta kutsutaan Franck-Condon-periaatteeksi. Elektronien siirtoa voi tapahtua saman siirtymäelementin atomien välillä, jotka ovat eri HWC-hapetusasteissa, tai eri HJC-elementtien välillä, joiden metallikeskusten luonne on erilainen. Nämä yhdisteet voidaan määritellä elektroninkuljetuskomplekseiksi. Ne ovat käteviä elektronien ja protonien kantajia biologisissa järjestelmissä. Elektronin lisääminen ja vapautuminen aiheuttaa muutoksia vain metallin elektronisessa konfiguraatiossa muuttamatta kompleksin orgaanisen komponentin rakennetta. Kaikilla näillä alkuaineilla on useita stabiileja hapetustiloja (Ti +3 ja +4; Fe +2 ja +3; Cu +1 ja +2). Mielestämme näille järjestelmille luonne on antanut ainutlaatuisen roolin varmistaa biokemiallisten prosessien palautuvuus minimaalisilla energiakustannuksilla. Palautuvat reaktiot sisältävät reaktiot, joiden termodynaamiset ja termokemialliset vakiot ovat 10 -3 - 10 3 ja joiden arvo on pieni ΔG o ja E o prosessit. Näissä olosuhteissa lähtöaineet ja reaktiotuotteet voivat olla vertailukelpoisina pitoisuuksina. Kun niitä muutetaan tietyllä alueella, on helppo saavuttaa prosessin palautuvuus, joten biologisissa järjestelmissä monet prosessit ovat luonteeltaan värähteleviä (aalto). Redox-järjestelmät, jotka sisältävät yllä olevat parit, kattavat laajan valikoiman potentiaalia, mikä mahdollistaa niiden vuorovaikutuksen, johon liittyy kohtalaisia ​​muutoksia Δ:ssä Mennä ja E°, monilla substraateilla.

HVA:n ja HJA:n muodostumisen todennäköisyys kasvaa merkittävästi, kun liuos sisältää mahdollisesti silloittavia ligandeja, ts. molekyylejä tai ioneja (aminohapot, hydroksihapot, kompleksonit jne.), jotka pystyvät yhdistämään kaksi metallikeskusta kerralla. Mahdollisuus siirtää elektroni HWC:ssä myötävaikuttaa kompleksin kokonaisenergian vähenemiseen.

Realistisemmin kuvassa näkyy joukko HWC:n ja HJA:n muodostamisen mahdollisia vaihtoehtoja, joissa metallikeskusten luonne on erilainen. 7.6. Yksityiskohtaista kuvausta HVA:n ja HNA:n muodostumisesta ja niiden roolista biokemiallisissa järjestelmissä tarkastellaan A.N.:n teoksissa. Glebova (1997). Redox-parien täytyy rakenteellisesti mukautua toisiinsa, jolloin siirto on mahdollista. Valitsemalla liuoksen komponentit voidaan "pidentää" etäisyyttä, jolla elektroni siirtyy pelkistimestä hapettavaan aineeseen. Hiukkasten koordinoidulla liikkeellä elektroni voidaan siirtää pitkiä matkoja aaltomekanismin avulla. "Käytävänä" voi olla hydratoitu proteiiniketju jne. Todennäköisyys elektronien siirtymiselle jopa 100A etäisyydelle on suuri. "Käytävän" pituutta voidaan lisätä lisäaineilla (alkalimetalli-ionit, tukielektrolyytit). Tämä avaa suuria mahdollisuuksia HWC:n ja HJA:n koostumuksen ja ominaisuuksien hallinnassa. Ratkaisuissa ne näyttelevät eräänlaisen "mustan laatikon" roolia, joka on täynnä elektroneja ja protoneja. Olosuhteista riippuen hän voi antaa niitä muille komponenteille tai täydentää "varantojaan". Niitä sisältävien reaktioiden palautuvuus mahdollistaa toistuvan osallistumisen syklisiin prosesseihin. Elektronit liikkuvat metallikeskuksesta toiseen, värähtelevät niiden välillä. Monimutkainen molekyyli pysyy epäsymmetrisenä ja voi osallistua redox-prosesseihin. HWC ja HJAC ovat aktiivisesti mukana värähtelyprosesseissa biologisissa väliaineissa. Tällaista reaktiota kutsutaan värähtelyreaktioksi. Niitä esiintyy entsymaattisessa katalyysissä, proteiinisynteesissä ja muissa biokemiallisissa prosesseissa, jotka liittyvät biologisiin ilmiöihin. Näitä ovat solujen aineenvaihdunnan jaksolliset prosessit, aktiivisuusaallot sydänkudoksessa, aivokudoksessa ja ekologisten järjestelmien tasolla tapahtuvat prosessit. Tärkeä aineenvaihdunnan vaihe on vedyn jakaminen ravintoaineista. Tällöin vetyatomit siirtyvät ionitilaan, ja niistä erotetut elektronit tulevat hengitysketjuun ja luovuttavat energiansa ATP:n muodostumiseen. Kuten olemme todenneet, titaanikompleksonaatit eivät ole vain elektronien, vaan myös protonien aktiivisia kantajia. Titaani-ionien kyky suorittaa tehtävänsä entsyymien, kuten katalaasien, peroksidaasien ja sytokromien, aktiivisessa keskuksessa määräytyy sen korkeasta kompleksinmuodostuskyvystä, koordinoidun ionigeometrian muodostumisesta, moniytimien HVA:n ja HJA:n muodostumisesta eri koostumuksilla sekä ominaisuudet pH:n funktiona, siirtymäelementin Ti konsentraatio ja kompleksin orgaaninen komponentti, niiden moolisuhde. Tämä kyky ilmenee kompleksin selektiivisyyden lisääntymisenä

suhteessa substraatteihin, aineenvaihduntaprosessien tuotteisiin, sidosten aktivoitumiseen kompleksissa (entsyymi) ja substraatissa koordinaatiolla ja substraatin muodon muutoksilla aktiivisen keskuksen steeristen vaatimusten mukaisesti.

Elektronien siirtoon liittyviin kehon sähkökemiallisiin muutoksiin liittyy hiukkasten hapetusasteen muutos ja redox-potentiaalin esiintyminen liuoksessa. Suuri rooli näissä transformaatioissa kuuluu moninukleaarisille HVA- ja HNA-komplekseille. Ne ovat aktiivisia vapaiden radikaalien prosessien säätelijöitä, järjestelmä reaktiivisten happilajien, vetyperoksidin, hapettimien, radikaalien hyödyntämiseksi ja osallistuvat substraattien hapettumiseen sekä antioksidanttien homeostaasin ylläpitämiseen, kehon suojaamiseen hapettumiselta. stressi. Niiden entsymaattinen vaikutus biosysteemeihin on samanlainen kuin entsyymeillä (sytokromit, superoksididismutaasi, katalaasi, peroksidaasi, glutationireduktaasi, dehydrogenaasit). Kaikki tämä osoittaa siirtymäelementtien kompleksonaattien korkeita antioksidanttisia ominaisuuksia.

7.14. KYSYMYKSIÄ JA TEHTÄVÄT TUNNIT JA KOKEISIIN VALMISTUMISEN ITSETARKASTUKSEEN

1. Esitä kompleksisten yhdisteiden käsite. Miten ne eroavat kaksoissuoloista ja mitä yhteistä niillä on?

2. Tee kaavoja monimutkaisista yhdisteistä niiden nimen mukaan: ammonium(IV), triammintrinitrokoboltti (III), anna niiden ominaisuudet; osoittavat sisäisen ja ulkoisen koordinaation; keskus-ioni ja sen hapettumisaste: ligandit, niiden lukumäärä ja tiheys; yhteyksien luonne. Kirjoita dissosiaatioyhtälö vesiliuokseen ja stabiilisuusvakion lauseke.

3. Kompleksiyhdisteiden yleiset ominaisuudet, dissosiaatio, kompleksien stabiilisuus, kompleksien kemialliset ominaisuudet.

4. Miten kompleksien reaktiivisuutta karakterisoidaan termodynaamisista ja kineettisistä asennoista?

5. Mitkä aminokompleksit ovat kestävämpiä kuin tetraamino-kupari (II) ja mitkä ovat vähemmän kestäviä?

6. Anna esimerkkejä alkalimetalli-ionien muodostamista makrosyklisistä komplekseista; d-elementin ionit.

7. Millä perusteella kompleksit luokitellaan kelatoituneiksi? Anna esimerkkejä kelaatti- ja ei-kelaattikompleksiyhdisteistä.

8. Esitä kupariglysinaatin esimerkkiä käyttäen intrakompleksisten yhdisteiden käsite. Kirjoita magnesiumkompleksonaatin rakennekaava natriummuodossa olevan kanssa.

9. Anna minkä tahansa polynukleaarisen kompleksin kaavamainen rakennefragmentti.

10. Määrittele polynukleaariset, heteronukleaariset ja heterovalentit kompleksit. Siirtymämetallien rooli niiden muodostumisessa. Näiden komponenttien biologinen rooli.

11. Millaisia ​​kemiallisia sidoksia löytyy monimutkaisista yhdisteistä?

12. Listaa tärkeimmät atomiorbitaalien hybridisaatiotyypit, joita voi esiintyä kompleksin keskusatomissa. Mikä on kompleksin geometria hybridisaation tyypistä riippuen?

13. Vertaa s-, p- ja d-lohkojen alkuaineiden atomien elektronirakenteen perusteella kykyä muodostaa komplekseja ja niiden paikkaa kompleksien kemiassa.

14. Määrittele kompleksonit ja kompleksonaatit. Anna esimerkkejä biologiassa ja lääketieteessä eniten käytetyistä. Kerro termodynaamiset periaatteet, joihin kelaattihoito perustuu. Kompleksonaattien käyttö ksenobioottien neutraloimiseen ja poistamiseen kehosta.

15. Harkitse tärkeimpiä tapauksia metalli-ligandin homeostaasin rikkomisesta ihmiskehossa.

16. Anna esimerkkejä biokompleksiyhdisteistä, jotka sisältävät rautaa, kobolttia, sinkkiä.

17. Esimerkkejä kilpailevista prosesseista, joihin liittyy hemoglobiini.

18. Metalli-ionien rooli entsyymeissä.

19. Selitä, miksi koboltilla komplekseissa ligandien (polydentaatti) kanssa hapetusaste +3 on vakaampi ja tavallisissa suoloissa, kuten halogenideissa, sulfaateissa, nitraateissa, hapetusaste on +2?

20. Kuparille hapetustilat +1 ja +2 ovat ominaisia. Voiko kupari katalysoida elektroninsiirtoreaktioita?

21. Voiko sinkki katalysoida redox-reaktioita?

22. Mikä on elohopean vaikutusmekanismi myrkkynä?

23. Ilmoita reaktion happo ja emäs:

AgNO 3 + 2NH 3 \u003d NO 3.

24. Selitä, miksi lääkkeenä käytetään kalium-natriumsuolaa, ei HEDP:tä.

25. Miten elektronien kuljetus kehossa tapahtuu metalli-ionien avulla, jotka ovat osa biokompleksiyhdisteitä?

7.15. TESTIT

1. Keskusatomin hapetusaste kompleksisessa ionissa on 2- on yhtä suuri kuin:

a)-4;

b) +2;

kohdassa 2;

d) +4.

2. Vakain kompleksinen ioni:

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

b) 2-, Kn = 1,5 x 10-30;

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

d) 2-, Kn = 1 x 10-21.

3. Liuos sisältää 0,1 mol PtCl 4 4NH 3 -yhdistettä. Reagoiessaan AgNO 3:n kanssa se muodostaa 0,2 mol AgCl-sakkaa. Anna lähtöaineelle koordinaatiokaava:

a) Cl;

b) Cl3;

c) Cl2;

d) Cl4.

4. Mikä on tuloksena muodostuneiden kompleksien muoto sp 3 d 2-gi- jalostukseen?

1) tetraedri;

2) neliö;

4) trigonaalinen bipyramidi;

5) lineaarinen.

5. Valitse kaava yhdisteelle pentaamiinikloorikoboltti(III)sulfaatti:

a) Na 3 ;

6) [CoCl2(NH3)4]Cl;

c) K2 [Co(SCN)4];

d) S04;

e) [Co(H 20) 6] C13.

6. Mitkä ligandit ovat monihampaisia?

a) C1-;

b) H20;

c) etyleenidiamiini;

d) NH3;

e) SCN - .

7. Kompleksointiaineita ovat:

a) elektroniparin luovuttajaatomit;

c) elektroniparien atomi- ja ionivastaanottajat;

d) elektroniparien atomit ja ionit-luovuttajat.

8. Alkuaineet, joilla on vähiten kompleksoitumiskyky, ovat:

kuten; c) d;

b) p; d) f

9. Ligandit ovat:

a) elektroniparin luovuttajamolekyylit;

b) elektroniparien ionivastaanottajat;

c) elektroniparien molekyylit ja ionit luovuttavat;

d) elektroniparien molekyylit ja ionien vastaanottajat.

10. Viestintä kompleksin sisäisellä koordinaatioalueella:

a) kovalenttinen vaihto;

b) kovalenttinen luovuttaja-akseptori;

c) ioninen;

d) vety.

11. Paras kompleksinmuodostaja on:

Kompleksiyhdisteet luokitellaan kompleksien varauksen mukaan: kationinen - 2+, anioninen - 3-, neutraali - 0;

koostumuksen ja kemiallisten ominaisuuksien mukaan: hapot - H, emäkset - OH, suolat - SO4;

ligandien tyypin mukaan: hydroksokompleksit - K2, vesikompleksit - Cl3, acidokompleksit (ligandit - happoanionit) - K4, sekatyyppiset kompleksit - K, Cl4.

Kompleksien nimet on rakennettu IUPAC:n yleisten sääntöjen mukaisesti: ne luetaan ja kirjoitetaan oikealta vasemmalle, ligandit - päätteellä - o, anionit - päätteellä - at. Joillakin ligandeilla voi olla erityisiä nimiä. Esimerkiksi molekyylejä - ligandeja H2O ja NH3 kutsutaan vastaavasti aquo- ja ammiiniksi.

monimutkaiset kationit. Ensin kutsutaan sisäpallon negatiivisesti varautuneita ligandeja, joiden pääte on "o" (kloori-, bromi-, nitro-, rodano- jne.). Jos niiden lukumäärä on enemmän kuin yksi, lisätään numerot di-, tri-, tetra-, penta-, heksa- jne. ligandien nimien eteen. Sitten neutraalit ligandit nimetään, vesimolekyylin kanssa "aquo", ammoniakkimolekyyli - "ammiini". Jos neutraaleja ligandeja on enemmän kuin yksi, lisätään numerot di-, tri-, tetra- jne.

Monimutkaisten yhdisteiden nimikkeistö

Kompleksisen yhdisteen nimeä kirjoitettaessa sen kaava luetaan oikealta vasemmalle. Harkitse konkreettisia esimerkkejä:

Anionikompleksit

Kationikompleksit

K3 kaliumheksasyanoferraatti (III)

Natriumtetrahydroksoaluminaatti

Na3-natriumheksanitrokobaltaatti (III)

SO4-tetraamiinikupari(II)sulfaatti

Cl3-heksaakvaakromi(III)kloridi

OH-diamiinihopea(I)hydroksidi

Kompleksisten yhdisteiden nimissä identtisten ligandien lukumäärä ilmoitetaan numeerisilla etuliitteillä, jotka kirjoitetaan yhteen ligandien nimien kanssa: 2 - di, 3 - kolme, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - heksa, 7 - hepta, 8 - okta.

Negatiivisesti varautuneiden ligandien, eri happojen anionien, nimet koostuvat anionin koko nimestä (tai nimen juuresta) ja vokaalin -o-päätteestä. Esimerkiksi:

I-jodi-

H-hydrido-

CO32-karbonaatti-

Joillakin ligandeina toimivilla anioneilla on erityiset nimet:

OH-hydrokso-

S2-tio-

CN-syaani-

NO-nitroso-

NO2-nitro-

Yleensä erityisiä etuliitteitä ei käytetä neutraalien ligandien nimissä, esimerkiksi: N2H4 - hydratsiini, C2H4 - eteeni, C5H5N - pyridiini.

Perinteisesti pienelle määrälle ligandeja on jätetty erityisiä nimiä: H2O - aqua-, NH3 - amiini, CO - karbonyyli, NO - nitrosyyli.

Positiivisesti varautuneiden ligandien nimet päättyvät -y:ään: NO+ - nitrosylium, NO2+ - nitroylium jne.

Jos elementti, joka on kompleksinmuodostaja, on osa kompleksianionia, elementin nimen juureen (venäjäksi tai latinaksi) lisätään pääte -at ja kompleksinmuodostajan hapettumisaste ilmoitetaan suluissa. (Esimerkit näkyvät yllä olevassa taulukossa). Jos elementti, joka on kompleksin muodostava aine, on osa kompleksista Katin-kompleksia tai neutraalia kompleksia ilman ulkopalloa, elementin venäläinen nimi ja sen hapetusaste säilyy nimessä. Esimerkiksi: - tetrakarbonyylinikkeli(0).

Monilla orgaanisilla ligandeilla on monimutkainen koostumus, joten kun käännetään kompleksien kaavoja heidän osallistumisensa kanssa, niiden kirjainmerkintöjä käytetään mukavuuden vuoksi:

C2O42- oksalatoksi

C5H5N pyridiini py

(NH2)2CO urea ur

NH2CH2CH2NH2 etyleenidiamiini fi

C5H5-syklopentadienyyli-cp

II.1. Käsite ja määritelmä.

Kompleksiyhdisteet ovat epäorgaanisten yhdisteiden lukuisin luokka. Näille yhdisteille on vaikea antaa ytimekäs ja tyhjentävä määritelmä. Monimutkaisia ​​yhdisteitä kutsutaan myös koordinaatioyhdisteiksi. Koordinaatioyhdisteiden kemiassa orgaaninen ja epäorgaaninen kemia kietoutuvat toisiinsa.

1800-luvun loppuun asti monimutkaisten yhdisteiden tutkimus oli puhtaasti kuvailevaa. 1893 Sveitsiläinen kemisti Alfred Werner loi koordinaatioteorian. Sen olemus on seuraava: monimutkaisissa yhdisteissä keskusatomin - kompleksinmuodostajan - ympärillä on oikea geometrinen atomien tai atomiryhmien järjestely, jota kutsutaan ligandeiksi tai addeiksi.

Siten kompleksisten yhdisteiden kemia tutkii ioneja ja molekyylejä, jotka koostuvat keskushiukkasesta ja sen ympärillä koordinoiduista ligandeista. Keskuspartikkeli, kompleksin muodostava aine ja siihen suoraan liittyvät ligandit muodostavat kompleksin sisäpallon. Epäorgaanisten ligandien kohdalla niiden lukumäärä on useimmiten sama kuin keskushiukkasen koordinaationumero. Siten koordinaatioluku on kompleksin keskusatomiin liittyvien neutraalien molekyylien tai ionien (ligandien) kokonaismäärä.

Sisäpallon ulkopuolella olevat ionit muodostavat kompleksisen yhdisteen ulkopallon. Kaavoissa sisäpallo on suljettu hakasulkeisiin.

K 4 4- - sisäpallo tai kompleksi-ioni

kompleksoiva ionien koordinaatio

Kompleksin muodostavat aineet ovat:

1) positiiviset metalli-ionit (yleensä d-alkuaineet): Ag +, Fe 2+, Fe 3+, Cu 2+, Al 3+, Co 3+; ja muut (ioneja kompleksoivat aineet).

2) harvemmin - d-alkuaineisiin liittyvät neutraalit metalliatomit: (Co, Fe, Mn jne.)

3) jotkut ei-metallien atomit, joilla on erilaiset positiiviset hapetusasteet - B +3, Si +4, P +5 jne.

Ligandit voivat olla:

1) negatiivisesti varautuneet ionit (OH-, Hal-, CN-syaaniryhmä, SCN-tiosyaaniryhmä, NH2-aminoryhmä jne.)

2) polaariset molekyylit: H 2 O (ligandin nimi on "aqua"), NH 3 ("ammiini"),

CO ("karbonyyli").

Siten kompleksiset yhdisteet (koordinaatioyhdisteet) ovat monimutkaisia ​​kemiallisia yhdisteitä, jotka sisältävät monimutkaisia ​​ioneja, joita keskusatomi muodostaa tietyssä hapetustilassa (tai tietyllä valenssilla) ja niihin liittyviä ligandeja.

II.2. Luokitus

I. Ligandien luonteen mukaan:

1. Vesikompleksit (H 2 O)

2. Hydroksokompleksit (OH)

3. Ammiinikompleksit (NH 3) - ammoniaatit

4. Happokompleksit (happotähteiden kanssa - Cl - , SCN - , S 2 O 3 2- ja muut)

5. Karbonyylikompleksit (CO)

6. Kompleksit orgaanisten ligandien kanssa (NH 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2 jne.)

7. Anionihalogenaatit (Na)

8. Aminokompleksit (NH 2)

II. Kompleksisen ionin varauksen mukaan:

1. Kationinen tyyppi - kompleksinen ionivaraus - positiivinen

2. Anioninen tyyppi - kompleksisen ionin varaus on negatiivinen.

Kompleksisen yhdisteen oikeinkirjoitusta varten on tiedettävä keskusatomin hapetusaste, sen koordinaatioluku, ligandien luonne ja kompleksisen ionin varaus.

II.3. Koordinaatioluku voidaan määritellä neutraalien molekyylien tai ionien (ligandien) ja kompleksin keskusatomin välisten σ -sidosten lukumääräksi.

Koordinaatioluvun arvon määrää pääasiassa kompleksinmuodostajan elektronikuoren koko, varaus ja rakenne. Yleisin koordinaatioluku on 6. Se on tyypillinen seuraaville ioneille: Fe 2+ , Fe 3+ , Co 3+ , Ni 3+ , Pt 4+ , ​​​​Al 3+ , Cr 3+ , Mn 2+ , Sn 4+ .

K3, Na3, Cl3

heksasyanoferraatti (III) heksanitrokobaltaatti (III) heksaaakvakromi (III) kloridi

kaliumnatrium

Koordinaationumero 4 löytyy 2-varautuneista ioneista ja alumiinista tai kullasta: Hg 2+, Cu 2+, Pb 2+, Pt 2+, Au 3+, Al 3+.

(OH)2-tetraamiinikupari(II)hydroksidi;

Na 2 - natriumtetrahydroksokupraatti (II)

K2 - kaliumtetrajodomerkuraatti (II);

H on vetytetraklooriauraatti(III).

Usein koordinaatioluku määritellään kaksinkertaiseksi kompleksoituvan ionin hapetusasteeksi: Hg 2+ , Cu 2+ , Pb 2+ koordinaatioluku on 4; Ag +, Cu + - koordinaatioluku on 2.

Sen määrittämiseksi, onko elementtien sijainti sisä- vai ulkopallolla, on suoritettava kvalitatiivisia reaktioita. Esimerkiksi K3-heksasyanoferraatti(III)kalium. Tiedetään, että rautaioni (+3) muodostaa tummanpunaisen värin rautatiosyanaatti- (tiosyanaatti)-anionin (+3) kanssa.

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

Kun ammonium- tai kaliumtiosyanaattiliuosta lisätään kaliumheksasyanoferraatti(III)-liuokseen, väriä ei havaita. Tämä osoittaa, että liuoksessa ei ole riittävästi Fe 3+ -rauta-ioneja. Keskusatomi on sitoutunut ligandeihin kovalenttisella polaarisella sidoksella (sidoksen muodostumisen luovuttaja-akseptorimekanismi), joten ioninvaihtoreaktiota ei tapahdu. Päinvastoin, ulko- ja sisäpallot on yhdistetty ionisidoksella.

II.4. Kompleksi-ionin rakenne kompleksinmuodostajan elektronisen rakenteen näkökulmasta.

Analysoidaan tetraamiinikupari(II)-kationin rakenne:

a) kupariatomin elektroninen kaava:

2 8 18 1 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

b) Cu 2+ -kationin elektroninen kaava:

Cu 2+)))) ↓ ↓ ↓ ↓ 4p 0

4s o:NH3:NH3:NH3:NH3

CuSO 4 + 4: NH 3 - à SO 4

SO 4 à 2+ + SO 4 2-

ionisidos

cov. yhteys

luovuttaja-akseptorimekanismin mukaan.

Harjoitus itseratkaisemiseen:

Piirrä kompleksin ionin 3- rakenne algoritmin mukaan:

a) kirjoita rautaatomin elektroninen kaava;

b) kirjoita Fe 3+ -rautaionin elektroninen kaava poistamalla elektroneja 4s-alitasolta ja 1 elektronin 3d-alitasolta;

c) kirjoita ionin elektroninen kaava uudelleen siirtämällä 3d-alitason elektronit virittyneeseen tilaan yhdistämällä ne tämän alitason soluissa

d) laske kaikkien vapaiden solujen lukumäärä 3d, 4s, 4p - alitasoilla

e) aseta syanidianionit CN - niiden alle ja piirrä nuolet ioneista tyhjiin soluihin.

II.5. Kompleksoivan aineen ja kompleksi-ionin varauksen määritys:

1. Kompleksisen ionin varaus on yhtä suuri kuin ulkopallon varaus vastakkaisella merkillä; se on myös yhtä suuri kuin kompleksinmuodostajan ja kaikkien ligandien varauksen summa.

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

2. Kompleksoivan aineen varaus on yhtä suuri kuin ligandien ja ulkopallon varausten algebrallinen summa (päinvastaisella merkillä).

Cl x +0 2 + (-1) 2 = 0; x=2-1=+1

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

3. Mitä suurempi keskusatomin varaus ja mitä pienempi ligandin varaus, sitä suurempi koordinaatioluku.

II.6. Nimikkeistö.

On olemassa useita tapoja nimetä monimutkaisia ​​yhdisteitä. Valitsemme yksinkertaisemman käyttämällä keskusatomin valenssia (tai hapetusastetta).

II.6.1. Kationisen tyypin kompleksisten yhdisteiden nimi:

Kompleksiyhdisteet ovat kationisia, jos kompleksin ionin varaus on positiivinen.

Kun nimeät monimutkaisia ​​yhdisteitä:

1) ensin kutsutaan koordinaationumeroa kreikkalaisilla etuliitteillä (heksa, penta, kolme);

2) sitten varautuneet ligandit, joihin on lisätty pääte "o";

3) sitten neutraalit ligandit (ilman päätettä "o");

4) kompleksinmuodostaja venäjäksi genitiivissä, sen valenssi tai hapetusaste ilmoitetaan ja sen jälkeen kutsutaan anioniksi. Ammoniakki - ligandia kutsutaan "ammin" ilman "o":ta, vesi - "aqua"

SO4-tetraamiinikupari(II)sulfaatti;

Cl-diamiini hopea(I)kloridi;

Cl3 - heksajodokoboltti(III)kloridi;

Cl - oksalatopenttivesialumiini(III)kloridi

(okalaatti on oksaalihapon kaksinkertaisesti varautunut anioni);

Cl3 - heksaakva-rauta(III)kloridi.

II.6.2. Anionisten kompleksisten yhdisteiden nimikkeistö.

Sitä kutsutaan kationiksi, koordinaatioluvuksi, ligandeiksi ja sitten kompleksinmuodostajaksi - keskusatomiksi. Kompleksinmuodostajaa kutsutaan latinaksi nimitystapauksessa päätteellä "at".

K3 - kaliumheksafluoriferraatti (SH);

Na3 - natriumheksanitrokobaltaatti (III);

NH4-ammoniu(I)

Neutraali kompleksi: - rautapentakarbonyyli.

ESIMERKKEJÄ JA TEHTÄVÄT ITSENÄISTÄ ​​RATKAISIA VARTEN

Esimerkki 1. Luokittele, karakterisoi täydellisesti ja anna nimet seuraaville monimutkaisille yhdisteille: a) K 3 -; b) Cl; sisään) .

Ratkaisu ja vastaus:

1) K 3 - 3 ionia K + - ulkopallo, sen kokonaisvaraus on +3, 3- - sisäpallo, sen kokonaisvaraus on yhtä suuri kuin ulkopallon varaus, otettuna vastakkaisella merkillä - (3-)

2) Anionista tyyppiä oleva kompleksiyhdiste, koska sisäpallon varaus on negatiivinen;

3) Keskusatomi - kompleksinmuodostaja - hopea-ioni Ag +

4) Ligandit - kaksi kaksinkertaisesti varautunutta tiorikkihapon H 2 S 2 O 3 jäännöstä, viittaa happokomplekseihin

5) Kompleksoivan aineen koordinaatioluku tässä tapauksessa on poikkeuksena 4 (kahdella happotähteellä on 4 valenssia σ - sidoksia ilman 4 vetykationia);

6) Kompleksoivan aineen varaus on +1:

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

7) Nimi: – kaliumditiosulfaattiargentaatti (I).

1) Cl - 1 ioni - Cl - - ulkopallo, sen kokonaisvaraus on -1, - - sisäpallo, sen kokonaisvaraus on yhtä suuri kuin ulkopallon varaus, otettuna vastakkaisella merkillä - (3+)

2) Kationista tyyppiä oleva monimutkainen yhdiste, koska sisäpallon varaus on positiivinen.

3) Keskusatomi - kompleksoiva aine - koboltti-ioni Co, laskemme sen varauksen:

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

4) Sekatyyppinen kompleksiyhdiste, koska se sisältää erilaisia ​​ligandeja; happokompleksi (Cl - kloorivetyhappojäännös) ja ammiinikompleksi - ammoniakki (NH 3 - ammoniakin suhteen neutraali yhdiste)

6) Nimi on diklooritetraamiinikoboltti(III)kloridi.

1) - ei ulkopalloa

2) Neutraalityyppinen kompleksiyhdiste, koska sisäpallon varaus = 0.

3) Keskusatomi - kompleksinmuodostaja - volframiatomi,

sen lataus = 0

4) Karbonyylikompleksi, koska ligandi on neutraali hiukkanen - karbonyyli - CO;

5) Kompleksinmuodostajan koordinaationumero on 6;

6) Nimi: – heksakarbonyylivolframi

Tehtävä 1. Kuvaile monimutkaisia ​​yhdisteitä:

a) Li 3Cr (OH) 6]

b) minä 2

c) [ Pt Cl 2 (NH 3) 2 ] ja anna niille nimet.

Tehtävä 2. Nimeä kompleksiyhdisteet: NO 3,

K3, Na3, H, Fe3 [Cr (CN) 6] 2

Kemiatesti - monimutkaiset yhdisteet - KIIREELLINEN! ja sain parhaan vastauksen

Vastaus henkilöltä Nick[guru]
Jotkut kysymykset on asetettu väärin, esimerkiksi 7,12,27. Siksi vastaukset sisältävät varauksia.
1. Mikä on kompleksinmuodostajan koordinaatioluku +2-kompleksi-ionissa?
KLO 6
2. Mikä on kompleksinmuodostajan koordinaatioluku 2+-kompleksi-ionissa?
B) 6
3. Mikä on kompleksin muodostavan aineen koordinaatioluku kompleksi-ionissa 2+
B) 4
4. Mikä on Сu²+:n koordinaatioluku + kompleksi-ionissa?
B) 4
5. Mikä on kompleksin muodostavan aineen koordinaatioluku kompleksi-ionissa: +4?
B) 6
6. Määritä kompleksiyhdisteen K4 keskusionin varaus
B) +2
7. Mikä on kompleksisen ionin varaus?
B) +2 - jos oletetaan, että kompleksinmuodostaja on Сu (II)
8. Määritä rautasuoloista kompleksisuola:
A) K3
9. Mikä on Pt4+:n koordinaatioluku 2+-kompleksi-ionissa?
A) 4
10. Määritä kompleksisen ionin K2 varaus?
B) +2
11. Mikä molekyyli vastaa nimeä tetraamiinikupari(II)dikloridi?
B) Cl2
12. Mikä on kompleksisen ionin varaus?
D) +3 - jos oletetaan, että kompleksinmuodostaja on Cr (III)
13. Määritä kuparin (II) suoloista kompleksisuola:
B) K2
14. Mikä on Co3+:n koordinaatioluku kompleksisessa ionissa +?
B) 6
15. Määritä kompleksinmuodostajan varaus kompleksiyhdisteessä K3?
D) +3
16. Mikä molekyyli vastaa nimeä kaliumtetrajodihydraatti (II)?
A) K2
17. Mikä on kompleksisen ionin varaus?
IN 2
18. Määritä nikkeli(II)-suoloista kompleksisuola:
B) SO4
19. Mikä on Fe3+:n koordinaatioluku kompleksi-ionissa -3?
KLO 6
20. Määritä kompleksinmuodostajan varaus kompleksiyhdisteessä K3?
B) +3
21. Mikä molekyyli vastaa nimeä hopea(I)diamiinikloridi?
B) Cl
22. Mikä on K4-kompleksi-ionin varaus?
B) -4
23. Määritä sinkkisuoloista kompleksisuola
B) Na2
24. Mikä on Pd4+:n koordinaatioluku 4+-kompleksi-ionissa?
D) 6
25. Määritä kompleksinmuodostajan varaus kompleksiyhdisteessä H2?
B) +2
26. Mikä molekyyli vastaa nimeä kaliumheksasyanoferraatti (II)?
D) K4
27. Mikä on kompleksisen ionin varaus?
D) -2 - jos oletetaan, että kompleksinmuodostaja on Co (II)
27. Määritä kromi (III) yhdisteistä kompleksiyhdiste
C) [Cr(H2O)2(NH3)4]Cl3
28. Mikä on koboltin (III) koordinaatioluku NO3-kompleksi-ionissa?
B) 6
29. Määritä kompleksinmuodostajan varaus kompleksiyhdisteessä Cl2
A) +3
30. Mikä molekyyli vastaa nimeä natriumtetrajodipalladaatti (II)?
D) Na2

Vastaus osoitteesta James Bond[aloittelija]
Herranjumala

Vastaus osoitteesta Kissanpentu...[guru]
#30 uusin

Ongelma 723.
Nimeä kompleksisuolat: Cl, (NO 3) 2, CNBr, NO 3, Cl, K 4, (NH 4) 3, Na 2, K 2, K 2. K2.
Päätös:
C - klooritriamiinikvapalladium(II)kloridi;
(NO3)2-tetraamiinikupari(I)nitraatti;
CNB - tetraamiinidiakvakoboltti(II)syaanibromidi;
NO3 - sulfatopentaamiinikoboltti(III)nitraatti;
Cl on klooritetraamiinipalladium(II)kloridi;
K4 - heksasyanoferraatti(II)kalium;
(NH4)3-ammoniumheksakloorirodinaatti (II);
Na2 - natriumtetrajodipalladinaatti (II);
K2 - tetranitratodiamiinikobaltaatti(II)kalium;
K2 - kal(IV);
K 2 - kaliumtetrasyanokupriaatti (II).

Ongelma 724.
Kirjoita seuraavien kompleksisten yhdisteiden koordinaatiokaavat: a) kaliumdisyanoargentaatti; b) kaliumheksanitrokobaltaatti (III); c) heksaamiininikkeli(II)kloridi; d) natriumheksasyanokromaatti (III); e) heksaamiinikoboltti(III)bromidi; f) tetraamiinikarbonaattikromi(III)sulfaatti g) dikvatetraamiininikkeli(II)nitraatti; h)atti.
Päätös:
a) K - kaliumdisyanoargentaatti;
b) K3 - kaliumheksanitrokobaltaatti (III);
c) Cl-heksaamiininikkeli(II)kloridi;
d) Na3 - natriumheksasyanokromaatti (III);
e) Cl3 - heksaamiinikoboltti(III)bromidi;
e) S042-tetraamiinikarbonaattikromi(III)sulfaatti;
g) (NO3)2-dikvatetraamiininikkeli(II)nitraatti;
h) Mg-magnesiumtrifluorihydroksoberylaatti.

Ongelma 725.
Nimeä seuraavat sähköisesti neutraalit kompleksiyhdisteet: , , , , .
Päätös:
, - tetraakvafosfaattikromi;
- dirodanodiamiinikupari;
-dium;
- trinitrotriamiinirodium;
- tetraklooridiamiiniplatina.

Ongelma 726.
Kirjoita lueteltujen kompleksisten ei-elektrolyyttien kaavat: a) tetraamiinifosfatokromi; b) diamiinidiklooriplatina; c) triammintrikloorikoboltti; d) diamiinitetraklooriplatina. Jokaisessa kompleksissa osoitetaan kompleksinmuodostajan hapettumisaste.
Päätös:
a) - tetraamiinifosfatokromi. Cr-varaus on (x), NH3 - (0), PO 4 - (-3). Näin ollen, kun otetaan huomioon, että hiukkasten varausten summa on (o), saadaan kromin varaus: x + 4(0) + (-3) = 0; x = +3. Hapettumisaste kroma on +3.

b) - diamiinidiklooriplatina. Pt:n varaus on (x), NH3 - (0), Cl - (-1). Näin ollen, kun otetaan huomioon, että hiukkasten varausten summa on (0), saadaan platinan varaus: x +4(0) + 2(-1) = 0; x = +2. Hapettumisaste platina on +2.

c) - triammintrikloorikoboltti. Co:n varaus on (x), NH3 - (0), Cl - (-1). Näin ollen, kun otetaan huomioon, että hiukkasten varausten summa on (o), saadaan koboltin varaus: x + 3(0) + 3(-1) = 0; x = +3. Hapettumisaste koboltti on +3.

d) - diamiinitetraklooriplatina. Pt:n varaus on (x), NH3 - (0), Cl - (-1). Näin ollen, kun otetaan huomioon, että hiukkasten varausten summa on (0), saadaan platinan varaus: x +4(0) + 4(-1) = 0; x = +4. Hapettumisaste platina on +2.

Ongelma 727.
Keltaisten ja punaisten verisuolojen kemialliset nimet ovat kaliumheksasyanoferraatti (II) ja kaliumheksasyanoferraatti (III). Kirjoita näiden suolojen kaavat.
Päätös:
K 4 - kaliumheksasyanoferraatti (II) (keltainen veren suola);
K 3 - kaliumheksasyanoferraatti (III) (punainen veren suola).

Ongelma 728.
Tiilenpunaisia ​​kristalleja ruususuolat niiden koostumus ilmaistaan ​​kaavalla Cl 3, violetti suola- karmiininpunaiset kiteet, joiden koostumus on Cl2. Anna näiden suolojen kemialliset nimet.
Päätös:
a) rosesol Cl 3:a kutsutaan akvapentaamiinikoboltti(III)kloridiksi.
b) Purpureosol Cl 2:ta kutsutaan akvapentaamiinikoboltti(II)kloridiksi.