Pangkalahatang kimika: aklat-aralin / A. V. Zholnin; ed. V. A. Popkova, A. V. Zholnina. - 2012. - 400 p.: may sakit.

Kabanata 7. KOMPLEXONG MGA COMPOUND

Kabanata 7. KOMPLEXONG MGA COMPOUND

Ang mga kumplikadong elemento ay ang mga organizer ng buhay.

K. B. Yatsimirsky

Ang mga kumplikadong compound ay ang pinakamalawak at magkakaibang klase ng mga compound. Ang mga buhay na organismo ay naglalaman ng mga kumplikadong compound ng mga biogenic na metal na may mga protina, amino acid, porphyrin, nucleic acid, carbohydrates, at macrocyclic compound. Ang pinakamahalagang proseso ng mahahalagang aktibidad ay nagpapatuloy sa pakikilahok ng mga kumplikadong compound. Ang ilan sa kanila (hemoglobin, chlorophyll, hemocyanin, bitamina B 12, atbp.) ay may mahalagang papel sa mga proseso ng biochemical. Maraming mga gamot ang naglalaman ng mga metal complex. Halimbawa, insulin (zinc complex), bitamina B 12 (cobalt complex), platinol (platinum complex), atbp.

7.1. TEORYANG KOORDINASYON NG A. WERNER

Ang istraktura ng mga kumplikadong compound

Sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng mga particle, ang mutual na koordinasyon ng mga particle ay sinusunod, na maaaring tukuyin bilang proseso ng kumplikadong pagbuo. Halimbawa, ang proseso ng hydration ng mga ions ay nagtatapos sa pagbuo ng mga aqua complex. Ang mga kumplikadong reaksyon sa pagbuo ay sinamahan ng paglipat ng mga pares ng elektron at humahantong sa pagbuo o pagkasira ng mas mataas na pagkakasunud-sunod na mga compound, ang tinatawag na kumplikadong (koordinasyon) na mga compound. Ang isang tampok ng mga kumplikadong compound ay ang pagkakaroon sa kanila ng isang bono ng koordinasyon na lumitaw ayon sa mekanismo ng donor-acceptor:

Ang mga kumplikadong compound ay mga compound na umiiral pareho sa mala-kristal na estado at sa solusyon.

na kung saan ay ang pagkakaroon ng isang gitnang atom na napapalibutan ng mga ligand. Ang mga kumplikadong compound ay maaaring ituring bilang mga kumplikadong compound ng mas mataas na pagkakasunud-sunod, na binubuo ng mga simpleng molekula na may kakayahang mag-independiyenteng pag-iral sa solusyon.

Ayon sa teorya ng koordinasyon ni Werner, sa isang kumplikadong tambalan, panloob at panlabas na globo. Ang gitnang atom kasama ang mga nakapaligid na ligand ay bumubuo sa panloob na globo ng complex. Ito ay karaniwang nakapaloob sa mga square bracket. Ang lahat ng iba pa sa isang kumplikadong tambalan ay ang panlabas na globo at nakasulat sa mga square bracket. Ang isang tiyak na bilang ng mga ligand ay inilalagay sa paligid ng gitnang atom, na tinutukoy numero ng koordinasyon(kch). Ang bilang ng mga coordinated ligand ay kadalasang 6 o 4. Ang ligand ay sumasakop sa isang lugar ng koordinasyon malapit sa gitnang atom. Binabago ng koordinasyon ang mga katangian ng parehong mga ligand at ng gitnang atom. Kadalasan, ang mga coordinated ligand ay hindi matukoy gamit ang mga kemikal na reaksyon na katangian ng mga ito sa libreng estado. Ang mga mas mahigpit na nakagapos na mga particle ng panloob na globo ay tinatawag kumplikado (complex ion). Ang mga puwersa ng atraksyon ay kumikilos sa pagitan ng gitnang atom at mga ligand (isang covalent bond ay nabuo ayon sa palitan at (o) mekanismo ng donor-acceptor), at ang mga puwersang salungat ay kumikilos sa pagitan ng mga ligand. Kung ang singil ng panloob na globo ay 0, kung gayon walang panlabas na globo ng koordinasyon.

Central atom (complexing agent)- isang atom o ion na sumasakop sa isang sentral na posisyon sa isang kumplikadong tambalan. Ang papel ng isang complexing agent ay kadalasang ginagawa ng mga particle na may mga libreng orbit at isang sapat na malaking positibong nuclear charge, at samakatuwid ay maaaring mga electron acceptors. Ito ay mga kasyon ng mga elemento ng paglipat. Ang pinakamalakas na complexing agent ay mga elemento ng mga grupong IB at VIIIB. Bihirang bilang isang kumplikado

mga neutral na atom ng d-element at non-metal na atom sa iba't ibang antas ng oksihenasyon - . Ang bilang ng mga libreng atomic orbital na ibinigay ng complexing agent ay tumutukoy sa numero ng koordinasyon nito. Ang halaga ng numero ng koordinasyon ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan, ngunit kadalasan ito ay katumbas ng dalawang beses sa singil ng complexing ion:

Ligands- mga ion o molecule na direktang nauugnay sa complexing agent at mga donor ng mga pares ng elektron. Ang mga electron-rich system na ito, na may libre at mobile na mga pares ng electron, ay maaaring mga electron donor, halimbawa:

Ang mga compound ng mga p-element ay nagpapakita ng mga kumplikadong katangian at kumikilos bilang mga ligand sa isang kumplikadong tambalan. Ang mga ligand ay maaaring mga atomo at molekula (protina, amino acid, nucleic acid, carbohydrates). Ayon sa bilang ng mga bono na nabuo ng mga ligand na may complexing agent, ang mga ligand ay nahahati sa mono-, di-, at polydentate ligand. Ang mga ligand sa itaas (mga molekula at anion) ay monodentate, dahil sila ay mga donor ng isang pares ng elektron. Kasama sa mga bidentate ligand ang mga molekula o ion na naglalaman ng dalawang functional na grupo na may kakayahang maging donor ng dalawang pares ng elektron:

Kasama sa polydentate ligand ang 6-dentate ligand ng ethylenediaminetetraacetic acid:

Ang bilang ng mga lugar na inookupahan ng bawat ligand sa inner sphere ng complex compound ay tinatawag kapasidad ng koordinasyon (denticity) ng ligand. Natutukoy ito sa bilang ng mga pares ng elektron ng ligand na lumalahok sa pagbuo ng isang bono ng koordinasyon sa gitnang atom.

Bilang karagdagan sa mga kumplikadong compound, ang kimika ng koordinasyon ay sumasaklaw sa mga dobleng asing-gamot, mga kristal na hydrates, na nabubulok sa isang may tubig na solusyon sa mga bahaging bumubuo, na sa solidong estado sa maraming mga kaso ay itinayo katulad ng mga kumplikado, ngunit hindi matatag.

Ang pinaka-matatag at magkakaibang mga complex sa mga tuntunin ng komposisyon at ang mga function na ginagawa nila ay bumubuo ng mga d-element. Ang partikular na kahalagahan ay ang mga kumplikadong compound ng mga elemento ng paglipat: bakal, mangganeso, titan, kobalt, tanso, sink at molibdenum. Ang mga biogenic s-element (Na, K, Mg, Ca) ay bumubuo ng mga kumplikadong compound lamang na may mga ligand ng isang tiyak na cyclic na istraktura, na kumikilos din bilang isang complexing agent. Pangunahing bahagi R-Ang mga elemento (N, P, S, O) ay ang aktibong aktibong bahagi ng mga kumplikadong particle (ligands), kabilang ang mga bioligands. Ito ang kanilang biological significance.

Samakatuwid, ang kakayahang kumplikadong pagbuo ay isang karaniwang pag-aari ng mga elemento ng kemikal ng pana-panahong sistema, ang kakayahang ito ay bumababa sa sumusunod na pagkakasunud-sunod: f> d> p> s.

7.2. DETERMINATION OF THE CHARGE OF PANGUNAHING PARTICLES NG ISANG COMPLEX COMPOUND

Ang singil ng panloob na globo ng isang kumplikadong tambalan ay ang algebraic na kabuuan ng mga singil ng mga bumubuong particle nito. Halimbawa, ang magnitude at tanda ng singil ng isang complex ay tinutukoy bilang mga sumusunod. Ang singil ng aluminum ion ay +3, ang kabuuang singil ng anim na hydroxide ions ay -6. Samakatuwid, ang singil ng complex ay (+3) + (-6) = -3 at ang formula ng complex ay 3- . Ang singil ng complex ion ay numerong katumbas ng kabuuang singil ng panlabas na globo at kabaligtaran ng sign dito. Halimbawa, ang singil ng panlabas na globo K 3 ay +3. Samakatuwid, ang singil ng complex ion ay -3. Ang singil ng complexing agent ay katumbas ng magnitude at kabaligtaran ng sign sa algebraic sum ng mga singil ng lahat ng iba pang particle ng complex compound. Samakatuwid, sa K 3 ang singil ng iron ion ay +3, dahil ang kabuuang singil ng lahat ng iba pang particle ng complex compound ay (+3) + (-6) = -3.

7.3. NOMENCLATURE NG COMPLEX COMPOUNDS

Ang mga pangunahing kaalaman sa nomenclature ay binuo sa mga klasikong gawa ni Werner. Alinsunod sa kanila, sa isang kumplikadong tambalan, ang kation ay unang tinawag, at pagkatapos ay ang anion. Kung ang tambalan ay hindi uri ng electrolyte, kung gayon ito ay tinatawag sa isang salita. Ang pangalan ng complex ion ay nakasulat sa isang salita.

Ang neutral na ligand ay pinangalanang kapareho ng molekula, at ang isang "o" ay idinagdag sa mga anion ligand. Para sa isang coordinated na molekula ng tubig, ang pagtatalaga na "aqua-" ay ginagamit. Upang ipahiwatig ang bilang ng magkaparehong ligand sa panloob na globo ng complex, ang mga Greek numeral na di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, atbp ay ginagamit bilang prefix bago ang pangalan ng mga ligand. Ginagamit ang prefix monone. Ang mga ligand ay nakalista sa alphabetical order. Ang pangalan ng ligand ay itinuturing bilang isang solong entity. Pagkatapos ng pangalan ng ligand, ang pangalan ng gitnang atom ay sumusunod, na nagpapahiwatig ng antas ng oksihenasyon, na ipinahiwatig ng mga numerong Romano sa mga panaklong. Ang salitang ammine (na may dalawang "m") ay isinulat kaugnay sa ammonia. Para sa lahat ng iba pang mga amine, isang "m" lamang ang ginagamit.

C1 3 - hexamminecobalt (III) chloride.

C1 3 - aquapentamminecobalt (III) chloride.

Cl 2 - pentamethylamminechlorocobalt (III) chloride.

Diamminedibromoplatinum (II).

Kung ang complex ion ay isang anion, ang Latin na pangalan nito ay may dulong "am".

(NH 4) 2 - ammonium tetrachloropalladate (II).

K - potassium pentabromoammineplatinate (IV).

K 2 - potassium tetrarodanocobaltate (II).

Ang pangalan ng isang kumplikadong ligand ay karaniwang nakapaloob sa mga panaklong.

NO 3 - dichloro-di-(ethylenediamine) cobalt (III) nitrate.

Br - bromo-tris-(triphenylphosphine) platinum (II) bromide.

Sa mga kaso kung saan ang ligand ay nagbubuklod ng dalawang sentral na ion, ang titik ng Griyego ay ginagamit bago ang pangalan nitoμ.

Ang mga naturang ligand ay tinatawag tulay at huling nakalista.

7.4. CHEMICAL BOND AT STRUCTURE NG COMPLEX COMPOUNDS

Ang mga pakikipag-ugnayan ng donor-acceptor sa pagitan ng ligand at ng gitnang atom ay may mahalagang papel sa pagbuo ng mga kumplikadong compound. Ang donor ng pares ng elektron ay karaniwang isang ligand. Ang acceptor ay isang gitnang atom na may mga libreng orbital. Ang bono na ito ay matibay at hindi nasisira kapag ang complex ay natunaw (nonionogenic), at ito ay tinatawag koordinasyon.

Kasama ng mga o-bond, ang mga π-bond ay nabuo ng mekanismo ng donor-acceptor. Sa kasong ito, ang metal ion ay nagsisilbing donor, na nag-donate ng mga ipinares na d-electron nito sa ligand, na may energetically favorable na mga bakanteng orbital. Ang ganitong mga relasyon ay tinatawag na dating. Ang mga ito ay nabuo:

a) dahil sa overlap ng mga bakanteng p-orbital ng metal na may d-orbital ng metal, kung saan mayroong mga electron na hindi pumasok sa isang σ-bond;

b) kapag ang mga bakanteng d-orbitals ng ligand ay nag-overlap sa mga punong d-orbitals ng metal.

Ang isang sukatan ng lakas nito ay ang antas ng overlap sa pagitan ng mga orbital ng ligand at ng gitnang atom. Tinutukoy ng oryentasyon ng mga bono ng gitnang atom ang geometry ng complex. Upang ipaliwanag ang direksyon ng mga bono, ang konsepto ng hybridization ng atomic orbitals ng gitnang atom ay ginagamit. Ang mga hybrid na orbital ng gitnang atom ay ang resulta ng paghahalo ng hindi pantay na mga orbital ng atom, bilang isang resulta, ang hugis at enerhiya ng mga orbital ay nagbabago sa isa't isa, at ang mga orbital ng isang bagong magkaparehong hugis at enerhiya ay nabuo. Ang bilang ng mga hybrid na orbital ay palaging katumbas ng bilang ng mga orihinal. Ang mga hybrid na ulap ay matatagpuan sa atom sa pinakamataas na distansya mula sa isa't isa (Talahanayan 7.1).

Talahanayan 7.1. Mga uri ng hybridization ng atomic orbitals ng isang complexing agent at ang geometry ng ilang kumplikadong compound

Ang spatial na istraktura ng complex ay tinutukoy ng uri ng hybridization ng valence orbitals at ang bilang ng mga hindi nakabahaging pares ng electron na nakapaloob sa antas ng enerhiya ng valence nito.

Ang kahusayan ng pakikipag-ugnayan ng donor-acceptor sa pagitan ng ligand at ng complexing agent, at, dahil dito, ang lakas ng bono sa pagitan nila (katatagan ng complex) ay tinutukoy ng kanilang polarizability, i.e. ang kakayahang baguhin ang kanilang mga shell ng elektron sa ilalim ng panlabas na impluwensya. Sa batayan na ito, ang mga reagents ay nahahati sa "mahirap" o mababang polarisable, at "malambot" - madaling polarize. Ang polarity ng isang atom, molekula o ion ay depende sa kanilang laki at sa bilang ng mga layer ng elektron. Kung mas maliit ang radius at mga electron ng isang particle, mas mababa ang polarized nito. Ang mas maliit ang radius at mas kaunting mga electron ang isang particle, mas malala itong polarize.

Ang mga hard acid ay bumubuo ng malalakas (hard) complex na may electronegative O, N, F na mga atom ng ligand (hard bases), habang ang mga soft acid ay bumubuo ng malalakas (soft) complex na may donor P, S, at I na mga atom ng ligand na may mababang electronegativity at mataas na polarizability. Dito natin napagmamasdan ang pagpapakita ng pangkalahatang prinsipyong "tulad ng katulad".

Dahil sa kanilang katigasan, ang mga sodium at potassium ions ay halos hindi bumubuo ng mga matatag na complex na may biosubstrates at matatagpuan sa physiological media sa anyo ng mga aquacomplexes. Ang mga ions Ca 2 + at Mg 2 + ay bumubuo ng medyo matatag na mga complex na may mga protina at samakatuwid sa physiological media ay nasa parehong ionic at bound states.

Ang mga ion ng d-element ay bumubuo ng mga malalakas na complex na may mga biosubstrate (protina). At ang mga soft acid na Cd, Pb, Hg ay lubhang nakakalason. Bumubuo sila ng mga malakas na complex na may mga protina na naglalaman ng mga pangkat ng R-SH sulfhydryl:

Ang cyanide ion ay nakakalason. Ang malambot na ligand ay aktibong nakikipag-ugnayan sa d-metal sa mga complex na may biosubstrates, na pinapagana ang huli.

7.5. DISSOCIATION NG COMPLEX COMPOUNDS. KAtatagan ng mga kumplikado. LABILE AT INERT COMPLEXES

Kapag ang mga kumplikadong compound ay natunaw sa tubig, kadalasang nabubulok ang mga ito sa mga ion ng panlabas at panloob na mga globo, tulad ng malalakas na electrolyte, dahil ang mga ion na ito ay ionogenically na nakagapos, pangunahin ng mga electrostatic na puwersa. Ito ay tinatantya bilang pangunahing dissociation ng mga kumplikadong compound.

Ang pangalawang dissociation ng isang kumplikadong tambalan ay ang paghiwa-hiwalay ng panloob na globo sa mga bumubuo nitong bahagi. Ang prosesong ito ay nagpapatuloy ayon sa uri ng mahinang electrolytes, dahil ang mga particle ng panloob na globo ay konektado nang nonionically (covalently). Ang dissociation ay may stepwise na karakter:

Para sa isang husay na katangian ng katatagan ng panloob na globo ng isang kumplikadong tambalan, ginagamit ang isang equilibrium constant na naglalarawan sa kumpletong paghihiwalay nito, na tinatawag na kumplikadong kawalang-tatag pare-pareho(Kn). Para sa isang kumplikadong anion, ang expression para sa instability constant ay may anyo:

Ang mas maliit ang halaga ng Kn, mas matatag ang panloob na globo ng kumplikadong tambalan, i.e. mas mababa ang paghihiwalay nito sa may tubig na solusyon. Kamakailan lamang, sa halip na Kn, ginagamit ang halaga ng stability constant (Ku) - ang kapalit ng Kn. Kung mas malaki ang halaga ng Ku, mas matatag ang kumplikado.

Ginagawang posible ng mga stability constant na mahulaan ang direksyon ng mga proseso ng palitan ng ligand.

Sa isang may tubig na solusyon, ang metal ion ay umiiral sa anyo ng mga aqua complex: 2+ - hexaaqua iron (II), 2 + - tetraaqua copper (II). Kapag nagsusulat ng mga formula para sa mga hydrated ions, ang mga coordinated water molecule ng hydration shell ay hindi ipinahiwatig, ngunit ipinahiwatig. Ang pagbuo ng isang complex sa pagitan ng isang metal ion at ilang ligand ay itinuturing na isang reaksyon ng pagpapalit ng isang molekula ng tubig sa panloob na globo ng koordinasyon ng ligand na ito.

Ang mga reaksyon ng palitan ng ligand ay nagpapatuloy ayon sa mekanismo ng mga reaksyon na uri ng SN. Halimbawa:

Ang mga halaga ng mga constant ng katatagan na ibinigay sa Talahanayan 7.2 ay nagpapahiwatig na dahil sa proseso ng kumplikadong pagbuo, ang malakas na pagbubuklod ng mga ion sa mga may tubig na solusyon ay nangyayari, na nagpapahiwatig ng pagiging epektibo ng paggamit ng ganitong uri ng reaksyon para sa mga nagbubuklod na ion, lalo na sa mga polydentate ligand.

Talahanayan 7.2. Katatagan ng mga zirconium complex

Hindi tulad ng mga reaksyon ng pagpapalitan ng ion, ang pagbuo ng mga kumplikadong compound ay kadalasang hindi isang prosesong parang instant. Halimbawa, kapag ang iron (III) ay tumutugon sa nitrile trimethylenephosphonic acid, ang equilibrium ay naitatag pagkatapos ng 4 na araw. Para sa mga kinetic na katangian ng mga complex, ginagamit ang mga konsepto - labile(mabilis magreact) at hindi gumagalaw(dahan-dahang nagre-react). Ayon kay G. Taube, ang mga labile complex ay itinuturing na mga ganap na nagpapalitan ng mga ligand sa loob ng 1 min sa temperatura ng silid at isang konsentrasyon ng solusyon na 0.1 M. Kinakailangang malinaw na makilala ang pagitan ng mga konseptong thermodynamic [malakas (matatag) / marupok (hindi matatag) ] at kinetic [ inert at labile] complexes.

Sa mga labile complex, mabilis na nangyayari ang pagpapalit ng ligand at mabilis na naitatag ang balanse. Sa mga inert complex, ang pagpapalit ng ligand ay nagpapatuloy nang dahan-dahan.

Kaya, ang inert complex 2 + sa isang acidic na kapaligiran ay thermodynamically unstable: ang instability constant ay 10 -6, at ang labile complex 2- ay napaka stable: ang stability constant ay 10 -30. Iniuugnay ng Taube ang lability ng mga complex sa electronic structure ng central atom. Ang inertness ng mga complex ay pangunahing katangian ng mga ion na may hindi kumpletong d-shell. Kasama sa mga inert complex ang Co, Cr. Ang mga cyanide complex ng maraming kasyon na may panlabas na antas ng s 2 p 6 ay labile.

7.6. CHEMICAL PROPERTIES NG COMPLEXES

Ang mga proseso ng kumplikadong pagbuo ay halos nakakaapekto sa mga katangian ng lahat ng mga particle na bumubuo sa complex. Kung mas mataas ang lakas ng mga bono sa pagitan ng ligand at ng complexing agent, mas mababa ang mga katangian ng gitnang atom at mga ligand na nagpapakita ng kanilang sarili sa solusyon, at mas malinaw ang mga tampok ng complex.

Ang mga kumplikadong compound ay nagpapakita ng kemikal at biyolohikal na aktibidad bilang isang resulta ng koordinasyon na unsaturation ng gitnang atom (may mga libreng orbital) at ang pagkakaroon ng mga libreng pares ng elektron ng mga ligand. Sa kasong ito, ang complex ay may electrophilic at nucleophilic na mga katangian na naiiba sa mga nasa gitnang atom at ligand.

Kinakailangang isaalang-alang ang impluwensya sa kemikal at biological na aktibidad ng istraktura ng hydration shell ng complex. Ang proseso ng edukasyon

Ang pagbabawas ng mga complex ay nakakaapekto sa mga katangian ng acid-base ng kumplikadong tambalan. Ang pagbuo ng mga kumplikadong acid ay sinamahan ng isang pagtaas sa lakas ng acid o base, ayon sa pagkakabanggit. Kaya, kapag ang mga kumplikadong acid ay nabuo mula sa mga simple, ang nagbubuklod na enerhiya na may H + ions ay bumababa at ang lakas ng acid ay tumataas nang naaayon. Kung mayroong isang OH - ion sa panlabas na globo, pagkatapos ay ang bono sa pagitan ng kumplikadong cation at ang hydroxide ion ng panlabas na globo ay bumababa, at ang mga pangunahing katangian ng kumplikadong pagtaas. Halimbawa, ang tansong hydroxide Cu (OH) 2 ay isang mahina, bahagyang natutunaw na base. Sa ilalim ng pagkilos ng ammonia dito, nabuo ang tansong ammonia (OH) 2. Ang density ng singil ng 2 + ay bumababa kumpara sa Cu 2 +, ang bono sa mga OH - ions ay humina, at ang (OH) 2 ay kumikilos tulad ng isang malakas na base. Ang mga katangian ng acid-base ng mga ligand na nauugnay sa complexing agent ay karaniwang mas malinaw kaysa sa mga katangian ng acid-base ng mga ito sa libreng estado. Halimbawa, ang hemoglobin (Hb) o oxyhemoglobin (HbO 2) ay nagpapakita ng mga acidic na katangian dahil sa mga libreng carboxyl group ng globin protein, na isang ligand ng HHb ↔ H + + Hb - . Kasabay nito, ang hemoglobin anion, dahil sa mga amino group ng globin protein, ay nagpapakita ng mga pangunahing katangian at samakatuwid ay nagbubuklod sa acidic na CO 2 oxide upang mabuo ang carbaminohemoglobin anion (HbCO 2 -): CO 2 + Hb - ↔ HbCO 2 - .

Ang mga complex ay nagpapakita ng mga katangian ng redox dahil sa mga pagbabagong-anyo ng redox ng ahente ng kumplikado, na bumubuo ng mga matatag na estado ng oksihenasyon. Ang proseso ng kumplikado ay malakas na nakakaapekto sa mga halaga ng mga potensyal na pagbawas ng mga d-elemento. Kung ang pinababang anyo ng mga cation ay bumubuo ng isang mas matatag na kumplikado na may ibinigay na ligand kaysa sa na-oxidized na anyo nito, kung gayon ang halaga ng potensyal na pagtaas. Ang pagbaba sa potensyal na halaga ay nangyayari kapag ang na-oxidized na anyo ay bumubuo ng isang mas matatag na kumplikado. Halimbawa, sa ilalim ng impluwensya ng mga ahente ng oxidizing: nitrites, nitrates, NO 2 , H 2 O 2, ang hemoglobin ay na-convert sa methemoglobin bilang resulta ng oksihenasyon ng gitnang atom.

Ang ikaanim na orbital ay ginagamit sa pagbuo ng oxyhemoglobin. Ang parehong orbital ay kasangkot sa pagbuo ng isang bono na may carbon monoxide. Bilang isang resulta, ang isang macrocyclic complex na may bakal ay nabuo - carboxyhemoglobin. Ang complex na ito ay 200 beses na mas matatag kaysa sa iron-oxygen complex sa heme.

kanin. 7.1. Mga pagbabagong kemikal ng hemoglobin sa katawan ng tao. Scheme mula sa aklat: Slesarev V.I. Fundamentals of Living Chemistry, 2000

Ang pagbuo ng mga kumplikadong ions ay nakakaapekto sa catalytic na aktibidad ng mga complexing ions. Sa ilang mga kaso, tumataas ang aktibidad. Ito ay dahil sa pagbuo sa solusyon ng malalaking sistema ng istruktura na maaaring lumahok sa paglikha ng mga intermediate na produkto at isang pagbawas sa activation energy ng reaksyon. Halimbawa, kung ang Cu 2+ o NH 3 ay idinagdag sa H 2 O 2, ang proseso ng agnas ay hindi pinabilis. Sa pagkakaroon ng 2+ complex, na nabuo sa isang alkaline medium, ang agnas ng hydrogen peroxide ay pinabilis ng 40 milyong beses.

Kaya, sa hemoglobin, maaaring isaalang-alang ng isa ang mga katangian ng mga kumplikadong compound: acid-base, kumplikadong pagbuo at redox.

7.7. KLASIFIKASYON NG MGA KOMPLEXONG COMPOUND

Mayroong ilang mga sistema ng pag-uuri para sa mga kumplikadong compound batay sa iba't ibang mga prinsipyo.

1. Ayon sa pag-aari ng isang kumplikadong tambalan sa isang tiyak na klase ng mga compound:

Mga kumplikadong acid H 2 ;

Mga kumplikadong base OH;

Mga kumplikadong asin K 4 .

2. Sa pamamagitan ng likas na katangian ng ligand: aqua complexes, ammoniates, acido complexes (anion ng iba't ibang acids, K 4, kumikilos bilang ligands; hydroxo complexes (hydroxyl group, K 3, bilang ligand); complexes na may macrocyclic ligands, sa loob kung saan ang gitnang atom.

3. Sa pamamagitan ng pag-sign ng singil ng complex: cationic - complex cation sa complex compound Cl 3; anionic - isang kumplikadong anion sa isang kumplikadong tambalan K; neutral - ang singil ng complex ay 0. Ang kumplikadong tambalan ng panlabas na globo ay walang, halimbawa, . Ito ang formula para sa isang anticancer na gamot.

4. Ayon sa panloob na istraktura ng complex:

a) depende sa bilang ng mga atomo ng complexing agent: mononuclear- ang komposisyon ng kumplikadong particle ay kinabibilangan ng isang atom ng complexing agent, halimbawa Cl 3 ; multi-core- sa komposisyon ng kumplikadong particle mayroong ilang mga atomo ng complexing agent - isang iron-protein complex:

b) depende sa bilang ng mga uri ng ligand, ang mga complex ay nakikilala: homogenous (single-ligand), naglalaman ng isang uri ng ligand, halimbawa 2+, at heterogenous (multi-ligand)- dalawang uri ng ligand o higit pa, halimbawa Pt(NH 3) 2 Cl 2 . Kasama sa complex ang NH 3 at Cl - ligands. Para sa mga kumplikadong compound na naglalaman ng iba't ibang mga ligand sa panloob na globo, ang geometric isomerism ay katangian, kapag, na may parehong komposisyon ng panloob na globo, ang mga ligand sa loob nito ay matatagpuan na naiiba sa bawat isa.

Ang mga geometriko na isomer ng mga kumplikadong compound ay naiiba hindi lamang sa pisikal at kemikal na mga katangian, kundi pati na rin sa biological na aktibidad. Ang cis-isomer ng Pt(NH 3) 2 Cl 2 ay may binibigkas na aktibidad na antitumor, ngunit ang trans-isomer ay hindi;

c) depende sa denticity ng mga ligand na bumubuo ng mga mononuclear complex, ang mga sumusunod na grupo ay maaaring makilala:

Mga mononuclear complex na may monodentate ligand, halimbawa 3+ ;

Mga mononuclear complex na may polydentate ligand. Ang mga kumplikadong compound na may polydentate ligand ay tinatawag chelating compounds;

d) mga cyclic at acyclic na anyo ng mga kumplikadong compound.

7.8. MGA KOMPLEKSYON NG CHELATE. MGA KOMPLEXSON. KOMPLEXONATES

Ang mga cyclic na istruktura na nabuo bilang resulta ng pagdaragdag ng isang metal ion sa dalawa o higit pang mga donor atom na kabilang sa isang molekula ng chelating agent ay tinatawag mga compound ng chelate. Halimbawa, ang copper glycinate:

Sa kanila, ang complexing agent, tulad nito, ay humahantong sa loob ng ligand, ay niyakap ng mga bono, tulad ng mga kuko, samakatuwid, ang iba pang mga bagay ay pantay-pantay, ang mga ito ay mas matatag kaysa sa mga compound na hindi naglalaman ng mga cycle. Ang pinaka-stable ay mga cycle na binubuo ng lima o anim na link. Ang panuntunang ito ay unang binuo ni L.A. Chugaev. Pagkakaiba

katatagan ng chelate complex at ang katatagan ng non-cyclic analogue nito ay tinatawag chelate effect.

Ang mga polydentate ligand na naglalaman ng 2 uri ng mga grupo ay kumikilos bilang isang chelating agent:

1) mga pangkat na may kakayahang bumuo ng mga covalent polar bond dahil sa exchange reactions (proton donors, electron pair acceptors) -CH 2 COOH, -CH 2 PO (OH) 2, -CH 2 SO 2 OH, - acid groups (centers);

2) mga pangkat ng donor na pares ng elektron: ≡N, >NH, >C=O, -S-, -OH, - mga pangunahing grupo (mga sentro).

Kung ang mga ligand na ito ay bumabad sa panloob na globo ng koordinasyon ng kumplikado at ganap na neutralisahin ang singil ng metal ion, kung gayon ang mga compound ay tinatawag intracomplex. Halimbawa, ang copper glycinate. Walang panlabas na globo sa complex na ito.

Ang isang malaking grupo ng mga organikong sangkap na naglalaman ng mga pangunahing at acid center sa molekula ay tinatawag complexones. Ito ay mga polybasic acid. Ang mga chelate compound na nabuo ng mga complexone kapag nakikipag-ugnayan sa mga metal ions ay tinatawag complexonates, halimbawa, magnesium complexonate na may ethylenediaminetetraacetic acid:

Sa may tubig na solusyon, ang complex ay umiiral sa anyong anionic.

Ang mga complexon at complexonate ay isang simpleng modelo ng mas kumplikadong mga compound ng mga buhay na organismo: mga amino acid, polypeptides, protina, nucleic acid, enzymes, bitamina at marami pang ibang endogenous compound.

Sa kasalukuyan, isang malaking hanay ng mga sintetikong complexone na may iba't ibang mga functional na grupo ang ginagawa. Ang mga formula ng pangunahing complexones ay ipinakita sa ibaba:

Ang mga complexon, sa ilalim ng ilang partikular na kundisyon, ay makakapagbigay ng hindi nakabahaging mga pares ng electron (marami) para sa pagbuo ng isang coordination bond na may metal ion (s-, p- o d-element). Bilang resulta, nabuo ang mga matatag na chelate-type compound na may 4-, 5-, 6-, o 8-membered na singsing. Ang reaksyon ay nagpapatuloy sa isang malawak na hanay ng pH. Depende sa pH, ang likas na katangian ng complexing agent, ang ratio nito sa ligand, complexonates ng iba't ibang lakas at solubility ay nabuo. Ang kimika ng pagbuo ng mga complexonate ay maaaring kinakatawan ng mga equation gamit ang sodium salt ng EDTA (Na 2 H 2 Y) bilang isang halimbawa, na naghihiwalay sa isang may tubig na solusyon: Na 2 H 2 Y→ 2Na + + H 2 Y 2- , at ang H 2 Y 2- ion ay nakikipag-ugnayan sa mga ions na metal, anuman ang antas ng oksihenasyon ng metal cation, kadalasan ang isang metal ion (1:1) ay nakikipag-ugnayan sa isang complexone molecule. Ang reaksyon ay nagpapatuloy sa dami (Kp>10 9).

Ang mga complexone at complexonate ay nagpapakita ng mga amphoteric na katangian sa isang malawak na hanay ng pH, ang kakayahang lumahok sa mga reaksyon ng pagbabawas ng oksihenasyon, kumplikadong pagbuo, bumubuo ng mga compound na may iba't ibang mga katangian depende sa antas ng oksihenasyon ng metal, saturation ng koordinasyon nito, at may mga katangian ng electrophilic at nucleophilic. . Ang lahat ng ito ay tumutukoy sa kakayahang magbigkis ng isang malaking bilang ng mga particle, na nagpapahintulot sa isang maliit na halaga ng reagent upang malutas ang malaki at magkakaibang mga problema.

Ang isa pang hindi mapag-aalinlanganang bentahe ng complexones at complexonates ay ang kanilang mababang toxicity at ang kakayahang mag-convert ng mga nakakalason na particle.

sa mga low-toxic o kahit biologically active. Ang mga produkto ng decomposition ng complexonates ay hindi naiipon sa katawan at hindi nakakapinsala. Ang ikatlong tampok ng complexonates ay ang posibilidad ng kanilang paggamit bilang isang mapagkukunan ng mga elemento ng bakas.

Ang pagtaas ng pagkatunaw ay dahil sa ang katunayan na ang elemento ng bakas ay ipinakilala sa isang biologically active form at may mataas na pagkamatagusin ng lamad.

7.9. PHOSPHORUS-CONTAINING METAL COMPLEXONATES - ISANG MABISANG ANYO NG PAGBABAGO NG MICRO AT MACRO ELEMENTS tungo sa BIOLOGICALLY ACTIVE STATE AT ISANG MODEL PARA SA PAG-AARAL NG BIOLOGICAL ACTION NG CHEMICAL ELEMENTS

konsepto biyolohikal na aktibidad sumasaklaw sa isang malawak na hanay ng mga phenomena. Mula sa pananaw ng pagkilos ng kemikal, ang mga biologically active substance (BAS) ay karaniwang nauunawaan bilang mga sangkap na maaaring kumilos sa mga biological system, na kinokontrol ang kanilang mahahalagang aktibidad.

Ang kakayahang magkaroon ng gayong epekto ay binibigyang kahulugan bilang kakayahang magpakita ng biological na aktibidad. Ang regulasyon ay maaaring magpakita mismo sa mga epekto ng pagpapasigla, pang-aapi, pag-unlad ng ilang mga epekto. Ang matinding pagpapakita ng biological na aktibidad ay pagkilos ng biocidal, kapag, bilang isang resulta ng pagkilos ng isang biocide substance sa katawan, ang huli ay namatay. Sa mas mababang konsentrasyon, sa karamihan ng mga kaso, ang mga biocides ay may nakapagpapasigla sa halip na nakamamatay na epekto sa mga buhay na organismo.

Ang isang malaking bilang ng mga naturang sangkap ay kasalukuyang kilala. Gayunpaman, sa maraming mga kaso, ang paggamit ng mga kilalang biologically active substance ay ginagamit nang hindi sapat, madalas na may kahusayan na malayo sa maximum, at ang paggamit ay madalas na humahantong sa mga side effect na maaaring alisin sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga modifier sa biologically active substances.

Ang mga complexonate na naglalaman ng posporus ay bumubuo ng mga compound na may iba't ibang mga katangian depende sa kalikasan, antas ng oksihenasyon ng metal, saturation ng koordinasyon, komposisyon at istraktura ng hydrate shell. Ang lahat ng ito ay tumutukoy sa multifunctionality ng complexonates, ang kanilang natatanging kakayahan ng substoichiometric action,

ang epekto ng isang karaniwang ion at nagbibigay ng malawak na aplikasyon sa medisina, biology, ekolohiya at sa iba't ibang sektor ng pambansang ekonomiya.

Kapag ang metal ion ay nag-coordinate sa complexon, ang density ng elektron ay muling ipinamamahagi. Dahil sa pakikilahok ng isang nag-iisang pares ng elektron sa pakikipag-ugnayan ng donor-acceptor, ang density ng elektron ng ligand (complexon) ay lumilipat sa gitnang atom. Ang pagbaba ng relatibong negatibong singil sa ligand ay nag-aambag sa pagbaba ng Coulomb repulsion ng mga reagents. Samakatuwid, ang coordinated ligand ay nagiging mas madaling atakehin ng isang nucleophilic reagent na may labis na densidad ng elektron sa sentro ng reaksyon. Ang paglipat ng density ng elektron mula sa complexing agent patungo sa metal ion ay humahantong sa isang kamag-anak na pagtaas sa positibong singil ng carbon atom, at, dahil dito, sa pagpapadali ng pag-atake nito ng nucleophilic reagent, ang hydroxyl ion. Kabilang sa mga enzyme na nagpapagana ng mga proseso ng metabolic sa mga biological system, ang hydroxylated complex ay sumasakop sa isa sa mga sentral na lugar sa mekanismo ng enzymatic action at detoxification ng katawan. Bilang isang resulta ng multipoint na pakikipag-ugnayan ng enzyme sa substrate, nangyayari ang oryentasyon, na nagsisiguro sa tagpo ng mga aktibong grupo sa aktibong sentro at ang paglipat ng reaksyon sa intramolecular na rehimen, bago magsimula ang reaksyon at mabuo ang estado ng paglipat, na nagsisiguro sa enzymatic function ng FCM. Maaaring mangyari ang mga pagbabago sa konpormasyon sa mga molekula ng enzyme. Lumilikha ang koordinasyon ng mga karagdagang kondisyon para sa interaksyon ng redox sa pagitan ng gitnang ion at ligand, dahil ang isang direktang bono ay itinatag sa pagitan ng ahente ng oxidizing at ng ahente ng pagbabawas, na nagsisiguro sa paglipat ng mga electron. Ang mga FCM transition metal complex ay maaaring mailalarawan sa pamamagitan ng L-M, M-L, M-L-M type electron transition, kung saan ang mga orbital ng parehong metal (M) at ligand (L) ay lumahok, na ayon sa pagkakabanggit ay naka-link sa complex ng mga donor-acceptor bond. Ang mga complexon ay maaaring magsilbi bilang isang tulay kung saan ang mga electron ng mga multinuclear complex ay umiikot sa pagitan ng mga gitnang atomo ng isa o iba't ibang elemento sa iba't ibang mga estado ng oksihenasyon. (mga electron at proton transport complex). Tinutukoy ng mga complexon ang pagbabawas ng mga katangian ng metal complexonates, na nagpapahintulot sa kanila na magpakita ng mataas na antioxidant, adaptogenic properties, homeostatic function.

Kaya, ang mga complexone ay nagko-convert ng mga microelement sa isang biologically active, naa-access na form para sa katawan. Bumubuo sila ng matatag

mas coordinatively saturated particle, hindi kayang sirain ang mga biocomplex, at, dahil dito, mababang-nakakalason na mga anyo. Ang mga complexonates ay pabor na kumikilos sa paglabag sa microelement homeostasis ng katawan. Ang mga ions ng mga elemento ng paglipat sa complexonate form ay kumikilos sa katawan bilang isang kadahilanan na tumutukoy sa mataas na sensitivity ng mga cell sa microelements sa pamamagitan ng kanilang pakikilahok sa paglikha ng isang mataas na gradient ng konsentrasyon, ang potensyal ng lamad. Ang mga transition metal complexonates na FKM ay may mga katangian ng bioregulatory.

Ang pagkakaroon ng acidic at pangunahing mga sentro sa komposisyon ng FCM ay nagbibigay ng mga katangian ng amphoteric at ang kanilang pakikilahok sa pagpapanatili ng balanse ng acid-base (isohydric state).

Sa isang pagtaas sa bilang ng mga grupo ng phosphonic sa komposisyon ng complexone, nagbabago ang komposisyon at mga kondisyon para sa pagbuo ng mga natutunaw at mahinang natutunaw na mga complex. Ang pagtaas sa bilang ng mga pangkat ng phosphonic ay pinapaboran ang pagbuo ng mga matipid na natutunaw na mga complex sa isang mas malawak na hanay ng pH at inililipat ang lugar ng kanilang pag-iral sa acidic na lugar. Ang agnas ng mga complex ay nangyayari sa isang pH na higit sa 9.

Ang pag-aaral ng mga proseso ng kumplikadong pagbuo na may mga complexone ay naging posible upang makabuo ng mga pamamaraan para sa synthesis ng mga bioregulator:

Ang mga stimulant ng paglago ng matagal na pagkilos sa isang colloid-chemical form ay polynuclear homo- at heterocomplex compounds ng titanium at iron;

Mga stimulant sa paglaki sa anyo na nalulusaw sa tubig. Ang mga ito ay mixed-ligand titanium complexonates batay sa complexones at isang inorganic ligand;

Mga inhibitor ng paglago - mga complexonate na naglalaman ng phosphorus ng mga s-element.

Ang biological na epekto ng mga synthesized na paghahanda sa paglago at pag-unlad ay pinag-aralan sa isang talamak na eksperimento sa mga halaman, hayop at tao.

Bioregulation- ito ay isang bagong pang-agham na direksyon na nagbibigay-daan sa iyo upang i-regulate ang direksyon at intensity ng mga biochemical na proseso, na maaaring malawakang magamit sa gamot, pag-aalaga ng hayop at produksyon ng pananim. Ito ay nauugnay sa pagbuo ng mga paraan upang maibalik ang physiological function ng katawan upang maiwasan at gamutin ang mga sakit at mga pathology na nauugnay sa edad. Ang mga complexone at kumplikadong compound batay sa mga ito ay maaaring mauri bilang promising biologically active compounds. Ang pag-aaral ng kanilang biological na aksyon sa isang talamak na eksperimento ay nagpakita na ang kimika ay nagbigay sa mga kamay ng mga manggagamot,

mga breeder ng hayop, agronomist at biologist, isang bagong promising tool na nagbibigay-daan sa iyo upang aktibong maimpluwensyahan ang isang buhay na cell, ayusin ang mga kondisyon ng nutrisyon, paglaki at pag-unlad ng mga buhay na organismo.

Ang isang pag-aaral ng toxicity ng complexones at complexonates na ginamit ay nagpakita ng kumpletong kawalan ng epekto ng mga gamot sa hematopoietic organs, presyon ng dugo, excitability, respiratory rate: walang pagbabago sa pag-andar ng atay ay nabanggit, walang nakakalason na epekto sa morpolohiya ng mga tisyu at nakita ang mga organo. Ang potassium salt ng HEDP ay walang toxicity sa isang dosis na 5-10 beses na mas mataas kaysa sa therapeutic one (10-20 mg/kg) sa pag-aaral sa loob ng 181 araw. Samakatuwid, ang mga complexone ay inuri bilang mga low-toxic compound. Ginagamit ang mga ito bilang mga gamot upang labanan ang mga sakit na viral, pagkalason ng mga mabibigat na metal at radioactive na elemento, mga karamdaman sa metabolismo ng calcium, mga sakit na endemic at kawalan ng balanse ng microelement sa katawan. Ang mga complexon at complexonate na naglalaman ng posporus ay hindi sumasailalim sa photolysis.

Ang progresibong polusyon sa kapaligiran na may mabibigat na metal - ang mga produkto ng aktibidad ng ekonomiya ng tao ay isang permanenteng kadahilanan sa kapaligiran. Maaari silang maipon sa katawan. Ang labis at kakulangan sa mga ito ay nagdudulot ng pagkalasing ng katawan.

Ang mga metal complexonate ay nagpapanatili ng chelating effect sa ligand (complexone) sa katawan at kailangang-kailangan para sa pagpapanatili ng metal ligand homeostasis. Ang mga pinagsamang mabibigat na metal ay neutralisado sa isang tiyak na lawak sa katawan, at ang mababang kapasidad ng resorption ay pumipigil sa paglipat ng mga metal kasama ang mga trophic chain, bilang isang resulta, ito ay humahantong sa isang tiyak na "biominization" ng kanilang nakakalason na epekto, na kung saan ay lalong mahalaga para sa Ural rehiyon. Halimbawa, ang libreng lead ion ay kabilang sa thiol poisons, at ang malakas na complexonate ng lead na may ethylenediaminetetraacetic acid ay mababa ang toxicity. Samakatuwid, ang detoxification ng mga halaman at hayop ay binubuo sa paggamit ng mga metal complexonates. Ito ay batay sa dalawang termodinamikong prinsipyo: ang kanilang kakayahang bumuo ng matibay na mga bono na may nakakalason na mga particle, na nagiging mga hindi natutunaw o matatag na mga compound sa isang may tubig na solusyon; ang kanilang kawalan ng kakayahan na sirain ang mga endogenous biocomplexes. Sa bagay na ito, isinasaalang-alang namin ang isang mahalagang direksyon sa paglaban sa eco-poisoning at pagkuha ng mga produktong environment friendly - ito ay kumplikadong therapy ng mga halaman at hayop.

Ang isang pag-aaral ay ginawa ng epekto ng paggamot ng halaman na may mga complexonates ng iba't ibang mga metal sa ilalim ng intensive cultivation technology.

patatas sa komposisyon ng microelement ng mga tubers ng patatas. Ang mga sample ng tuber ay naglalaman ng 105-116 mg/kg iron, 16-20 mg/kg manganese, 13-18 mg/kg copper at 11-15 mg/kg zinc. Ang ratio at nilalaman ng mga microelement ay tipikal para sa mga tisyu ng halaman. Ang mga tuber na lumaki nang may at walang paggamit ng mga metal complexonate ay may halos parehong elementong komposisyon. Ang paggamit ng chelates ay hindi lumilikha ng mga kondisyon para sa akumulasyon ng mabibigat na metal sa tubers. Ang mga complexonate, sa isang mas maliit na lawak kaysa sa mga ion ng metal, ay na-sorbed ng lupa, ay lumalaban sa mga microbiological effect nito, na nagpapahintulot sa kanila na mapanatili sa solusyon ng lupa sa mahabang panahon. Ang epekto ay 3-4 na taon. Mahusay silang pinagsama sa iba't ibang mga pestisidyo. Ang metal sa complex ay may mas mababang toxicity. Ang mga metal complexonates na naglalaman ng posporus ay hindi nakakainis sa mauhog na lamad ng mga mata at hindi nakakasira sa balat. Ang mga katangian ng sensitizing ay hindi natukoy, ang pinagsama-samang mga katangian ng titanium complexonates ay hindi binibigkas, at sa ilang mga kaso ang mga ito ay napakahina na ipinahayag. Ang cumulation coefficient ay 0.9-3.0, na nagpapahiwatig ng mababang potensyal na panganib ng talamak na pagkalason sa droga.

Ang mga complex na naglalaman ng phosphorus ay batay sa phosphorus-carbon bond (C-P), na matatagpuan din sa mga biological system. Ito ay bahagi ng phosphonolipids, phosphonoglycans at phosphoproteins ng mga lamad ng cell. Ang mga lipid na naglalaman ng mga aminophosphonic compound ay lumalaban sa enzymatic hydrolysis, nagbibigay ng katatagan at, dahil dito, normal na paggana ng mga panlabas na lamad ng cell. Ang mga sintetikong analogue ng pyrophosphate - diphosphonates (Р-С-Р) o (Р-С-С-Р) sa malalaking dosis ay nakakagambala sa metabolismo ng calcium, at sa maliliit na dosis ay gawing normal ito. Ang mga diphosphonate ay epektibo sa hyperlipemia at nangangako mula sa pananaw ng pharmacology.

Ang mga diphosphonate na naglalaman ng mga bono ng P-C-P ay mga istrukturang elemento ng mga biosystem. Ang mga ito ay biologically epektibo at mga analogue ng pyrophosphates. Ang mga diphosphonates ay napatunayang mabisa sa paggamot ng iba't ibang sakit. Ang mga diphosphonates ay mga aktibong inhibitor ng mineralization at resorption ng buto. Kino-convert ng mga complexon ang mga microelement sa isang biologically active, naa-access na anyo para sa katawan, bumubuo ng matatag, mas coordinatively saturated na mga particle na hindi kayang sirain ang mga biocomplex, at samakatuwid, mga low-toxic na anyo. Tinutukoy nila ang mataas na sensitivity ng mga cell sa mga elemento ng bakas, na nakikilahok sa pagbuo ng isang mataas na gradient ng konsentrasyon. May kakayahang lumahok sa pagbuo ng mga polynuclear titanium compound

ng ibang uri - mga electron at proton transport complex, lumahok sa bioregulation ng mga metabolic na proseso, paglaban ng katawan, ang kakayahang bumuo ng mga bono na may mga nakakalason na particle, na nagiging hindi maganda ang natutunaw o natutunaw, matatag, hindi mapanirang mga endogenous complex. Samakatuwid, ang kanilang paggamit para sa detoxification, pag-aalis mula sa katawan, pagkuha ng mga produktong environment friendly (complex therapy), pati na rin sa industriya para sa pagbabagong-buhay at pagtatapon ng mga pang-industriyang basura ng mga inorganic acid at transition metal salts ay napaka-promising.

7.10. LIGAND EXCHANGE AT METAL EXCHANGE

BALANSE. CHELATHERAPY

Kung mayroong ilang mga ligand na may isang metal ion o ilang mga metal ions na may isang ligand na may kakayahang bumuo ng mga kumplikadong compound sa system, kung gayon ang mga proseso ng pakikipagkumpitensya ay sinusunod: sa unang kaso, ang ligand-exchange equilibrium ay kumpetisyon sa pagitan ng mga ligand para sa isang metal ion, sa ang pangalawang kaso, ang metal-exchange equilibrium ay kumpetisyon sa pagitan ng mga ions na metal para sa ligand. Ang proseso ng pagbuo ng pinaka matibay na kumplikado ay mananaig. Halimbawa, sa solusyon ay may mga ions: magnesium, zinc, iron (III), copper, chromium (II), iron (II) at manganese (II). Kapag ang isang maliit na halaga ng ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) ay ipinakilala sa solusyon na ito, ang kumpetisyon sa pagitan ng mga metal ions at pagbubuklod sa iron (III) complex ay nagaganap, dahil ito ang bumubuo sa pinaka-matatag na complex na may EDTA.

Ang interaksyon ng biometals (Mb) at bioligands (Lb), pagbuo at pagkasira ng mahahalagang biocomplexes (MbLb) ay patuloy na nagaganap sa katawan:

Sa katawan ng mga tao, hayop at halaman, mayroong iba't ibang mga mekanismo para sa pagprotekta at pagpapanatili ng balanseng ito mula sa iba't ibang xenobiotics (mga dayuhang sangkap), kabilang ang mga heavy metal ions. Ang mga ion ng mabibigat na metal na hindi nakagapos sa isang complex at ang kanilang mga hydroxo complex ay mga nakakalason na particle (Mt). Sa mga kasong ito, kasama ang natural na metal ligand equilibrium, maaaring magkaroon ng bagong ekwilibriyo, na may pagbuo ng mas matatag na mga dayuhang complex na naglalaman ng mga nakakalason na metal (MtLb) o nakakalason na ligand (MbLt), na hindi tumutupad.

mahahalagang biological function. Kapag ang mga exogenous na nakakalason na particle ay pumasok sa katawan, ang pinagsamang equilibria ay lumitaw at, bilang isang resulta, ang kumpetisyon ng mga proseso ay nangyayari. Ang nangingibabaw na proseso ay ang isa na hahantong sa pagbuo ng pinaka-matatag na kumplikadong tambalan:

Ang mga paglabag sa metal ligand homeostasis ay nagdudulot ng mga metabolic disorder, pinipigilan ang aktibidad ng mga enzyme, sirain ang mahahalagang metabolites tulad ng ATP, mga lamad ng cell, at nakakagambala sa gradient ng konsentrasyon ng ion sa mga selula. Samakatuwid, ang mga artipisyal na sistema ng proteksyon ay nilikha. Ang chelation therapy (complex therapy) ay tumatagal ng angkop na lugar sa pamamaraang ito.

Ang chelation therapy ay ang pag-alis ng mga nakakalason na particle mula sa katawan, batay sa kanilang chelation na may s-element complexonates. Ang mga gamot na ginagamit upang alisin ang mga nakakalason na particle na kasama sa katawan ay tinatawag na mga detoxifier.(Lg). Ang chelation ng mga nakakalason na species na may metal complexonates (Lg) ay nagko-convert ng mga toxic metal ions (Mt) sa non-toxic (MtLg) bound form na angkop para sa isolation at membrane permeation, transport at elimination mula sa katawan. Pinapanatili nila ang isang chelating effect sa katawan para sa ligand (complexon) at para sa metal ion. Tinitiyak nito ang metal ligand homeostasis ng katawan. Samakatuwid, ang paggamit ng complexonates sa gamot, pag-aalaga ng hayop, at produksyon ng pananim ay nagbibigay ng detoxification ng katawan.

Ang mga pangunahing thermodynamic na prinsipyo ng chelation therapy ay maaaring buuin sa dalawang posisyon.

I. Ang isang detoxicant (Lg) ay dapat na epektibong nagbubuklod ng mga nakakalason na ion (Mt, Lt), ang mga bagong nabuong compound (MtLg) ay dapat na mas malakas kaysa sa mga umiiral sa katawan:

II. Ang detoxifier ay hindi dapat sirain ang mahahalagang kumplikadong compound (MbLb); Ang mga compound na maaaring mabuo sa panahon ng interaksyon ng isang detoxifier at biometal ions (MbLg) ay dapat na hindi gaanong malakas kaysa sa mga umiiral sa katawan:

7.11. APLIKASYON NG MGA COMPLEXONS AT COMPLEXONATES SA GAMOT

Ang mga molekula ng complexone ay halos hindi sumasailalim sa paghahati o anumang pagbabago sa biological na kapaligiran, na kung saan ay ang kanilang mahalagang pharmacological feature. Ang mga complexone ay hindi matutunaw sa mga lipid at lubos na natutunaw sa tubig, kaya hindi sila tumagos o tumagos nang hindi maganda sa pamamagitan ng mga lamad ng selula, at samakatuwid ay: 1) hindi inilalabas ng mga bituka; 2) ang pagsipsip ng mga kumplikadong ahente ay nangyayari lamang kapag sila ay na-injected (tanging penicillamine ang kinukuha nang pasalita); 3) sa katawan, ang mga complexon ay umiikot pangunahin sa extracellular space; 4) ang paglabas mula sa katawan ay pangunahing isinasagawa sa pamamagitan ng mga bato. Mabilis ang prosesong ito.

Ang mga sangkap na nag-aalis ng mga epekto ng mga lason sa mga biological na istruktura at hindi aktibo ang mga lason sa pamamagitan ng mga reaksiyong kemikal ay tinatawag antidotes.

Ang isa sa mga unang antidotes na gagamitin sa chelation therapy ay ang British Anti-Lewisite (BAL). Kasalukuyang ginagamit ang Unithiol:

Ang gamot na ito ay epektibong nag-aalis ng arsenic, mercury, chromium at bismuth mula sa katawan. Ang pinakamalawak na ginagamit para sa pagkalason sa zinc, cadmium, lead at mercury ay complexones at complexonates. Ang kanilang paggamit ay batay sa pagbuo ng mas malakas na mga complex na may mga metal ions kaysa sa mga complex ng parehong mga ion na may mga grupo ng protina, amino acid at carbohydrates na naglalaman ng asupre. Ang mga paghahanda ng EDTA ay ginagamit upang alisin ang tingga. Ang pagpapakilala ng malalaking dosis ng mga gamot sa katawan ay mapanganib, dahil nagbubuklod sila ng mga calcium ions, na humahantong sa pagkagambala sa maraming mga pag-andar. Samakatuwid, mag-apply tetacin(CaNa 2 EDTA), na ginagamit upang alisin ang lead, cadmium, mercury, yttrium, cerium at iba pang rare earth metal at cobalt.

Mula noong unang therapeutic na paggamit ng tetacin noong 1952, malawak na ginagamit ang gamot na ito sa klinika ng mga sakit sa trabaho at patuloy na isang kailangang-kailangan na antidote. Ang mekanismo ng pagkilos ng tetacin ay lubhang kawili-wili. Inililipat ng mga ions-toxicant ang coordinated calcium ion mula sa tetacin dahil sa pagbuo ng mas malakas na mga bono na may oxygen at EDTA. Ang calcium ion, sa turn, ay pinapalitan ang dalawang natitirang sodium ions:

Ang Tetacin ay ipinakilala sa katawan sa anyo ng isang 5-10% na solusyon, ang batayan nito ay asin. Kaya, 1.5 na oras pagkatapos ng intraperitoneal injection, 15% ng ibinibigay na dosis ng tetacin ay nananatili sa katawan, pagkatapos ng 6 na oras - 3%, at pagkatapos ng 2 araw - 0.5% lamang. Ang gamot ay kumikilos nang mabisa at mabilis kapag gumagamit ng paraan ng paglanghap ng pangangasiwa ng tetacin. Mabilis itong nasisipsip at umiikot sa dugo sa mahabang panahon. Bilang karagdagan, ang tetacin ay ginagamit sa proteksyon laban sa gas gangrene. Pinipigilan nito ang pagkilos ng zinc at cobalt ions, na mga activator ng enzyme lecithinase, na isang gas gangrene toxin.

Ang pagbubuklod ng mga nakakalason sa pamamagitan ng tetacin sa isang mababang-nakakalason at mas matibay na chelate complex, na hindi nasisira at madaling ilabas mula sa katawan sa pamamagitan ng mga bato, ay nagbibigay ng detoxification at balanseng mineral na nutrisyon. Malapit sa istraktura at komposisyon sa pre-

Ang paratam EDTA ay ang sodium-calcium salt ng diethylenetriamine-pentaacetic acid (CaNa 3 DTPA) - pentacin at sodium salt ng dacid (Na 6 DTPF) - trimefacin. Pangunahing ginagamit ang Pentacin para sa pagkalason sa iron, cadmium at lead compound, pati na rin para sa pag-alis ng radionuclides (technetium, plutonium, uranium).

Sodium salt ng ethyacid (СаNa 2 EDTP) phosphicin matagumpay na ginagamit upang alisin ang mercury, lead, beryllium, manganese, actinides at iba pang mga metal mula sa katawan. Ang mga complexonate ay napaka-epektibo sa pag-alis ng ilang nakakalason na anion. Halimbawa, ang cobalt (II) ethylenediaminetetraacetate, na bumubuo ng mixed-ligand complex na may CN - , ay maaaring irekomenda bilang isang antidote para sa cyanide poisoning. Ang isang katulad na prinsipyo ay sumasailalim sa mga pamamaraan para sa pag-alis ng mga nakakalason na organikong sangkap, kabilang ang mga pestisidyo na naglalaman ng mga functional na grupo na may mga donor atom na may kakayahang makipag-ugnayan sa complexonate na metal.

Ang mabisang gamot ay succimer(dimercaptosuccinic acid, dimercaptosuccinic acid, chemet). Ito ay malakas na nagbubuklod sa halos lahat ng mga nakakalason (Hg, As, Pb, Cd), ngunit nag-aalis ng mga ions ng biogenic na elemento (Cu, Fe, Zn, Co) mula sa katawan, kaya halos hindi ito ginagamit.

Ang mga complexonate na naglalaman ng phosphorus ay makapangyarihang mga inhibitor ng pagbuo ng kristal ng mga phosphate at calcium oxalates. Bilang isang anticalcifying na gamot sa paggamot ng urolithiasis, ang ksidifon, isang potassium-sodium salt ng OEDP, ay iminungkahi. Ang mga diphosphonates, bilang karagdagan, sa kaunting mga dosis ay nagdaragdag ng pagsasama ng calcium sa tissue ng buto, at pinipigilan ang paglabas ng pathological nito mula sa mga buto. Ang HEDP at iba pang diphosphonates ay pumipigil sa iba't ibang uri ng osteoporosis, kabilang ang renal osteodystrophy, periodontal

ang pagkasira, pati na rin ang pagkasira ng inilipat na buto sa mga hayop. Ang anti-atherosclerotic na epekto ng HEDP ay inilarawan din.

Sa USA, ang isang bilang ng mga diphosphonates, lalo na ang HEDP, ay iminungkahi bilang mga paghahanda sa parmasyutiko para sa paggamot ng mga tao at hayop na dumaranas ng metastasized na kanser sa buto. Sa pamamagitan ng pag-regulate ng pagkamatagusin ng lamad, ang mga bisphosphonates ay nagtataguyod ng pagdadala ng mga gamot na antitumor sa cell, at samakatuwid ay ang epektibong paggamot sa iba't ibang mga sakit na oncological.

Ang isa sa mga kagyat na problema ng modernong gamot ay ang gawain ng mabilis na pagsusuri ng iba't ibang mga sakit. Sa aspetong ito, ang hindi mapag-aalinlanganang interes ay isang bagong klase ng mga paghahanda na naglalaman ng mga kasyon na may kakayahang magsagawa ng mga function ng isang probe - radioactive magnetorelaxation at fluorescent na mga label. Ang mga radioisotop ng ilang mga metal ay ginagamit bilang mga pangunahing bahagi ng radiopharmaceuticals. Ang chelation ng mga cation ng mga isotopes na ito na may mga complexone ay ginagawang posible upang madagdagan ang kanilang toxicological acceptability para sa katawan, upang mapadali ang kanilang transportasyon, at upang matiyak, sa loob ng ilang mga limitasyon, ang selectivity ng konsentrasyon sa ilang mga organo.

Ang mga halimbawang ito ay hindi nangangahulugang nauubos ang buong iba't ibang anyo ng aplikasyon ng complexonates sa medisina. Kaya, ang dipotassium salt ng magnesium ethylenediaminetetraacetate ay ginagamit upang ayusin ang tuluy-tuloy na nilalaman sa mga tisyu sa patolohiya. Ginagamit ang EDTA bilang bahagi ng mga anticoagulant suspension na ginagamit sa paghihiwalay ng plasma ng dugo, bilang isang stabilizer ng adenosine triphosphate sa pagtukoy ng glucose sa dugo, sa paglilinaw at pag-iimbak ng mga contact lens. Ang mga diphosphonates ay malawakang ginagamit sa paggamot ng mga sakit na rheumatoid. Ang mga ito ay lalo na epektibo bilang mga anti-arthritic agent kasama ng mga anti-inflammatory agent.

7.12. KOMPLEXES MAY MACROCYCLIC COMPOUNDS

Sa mga likas na kumplikadong compound, ang isang espesyal na lugar ay inookupahan ng mga macrocomplexes batay sa cyclic polypeptides na naglalaman ng mga panloob na cavity ng ilang mga sukat, kung saan mayroong ilang mga grupo na naglalaman ng oxygen na may kakayahang magbigkis ng mga cation ng mga metal na iyon, kabilang ang sodium at potassium, na ang mga sukat ay tumutugma sa mga sukat ng lukab. Ang ganitong mga sangkap, na nasa biological

kanin. 7.2. Complex ng valinomycin na may K+ ion

mga materyales, nagbibigay ng transportasyon ng mga ion sa pamamagitan ng mga lamad at samakatuwid ay tinatawag ionophores. Halimbawa, ang valinomycin ay nagdadala ng potassium ion sa buong lamad (Larawan 7.2).

Sa tulong ng isa pang polypeptide - gramicidin A Ang mga sodium cation ay dinadala ng mekanismo ng relay. Ang polypeptide na ito ay nakatiklop sa isang "tube", ang panloob na ibabaw nito ay may linya na may mga pangkat na naglalaman ng oxygen. Ang resulta ay

isang sapat na mahabang hydrophilic channel na may partikular na cross section na tumutugma sa laki ng sodium ion. Ang sodium ion, na pumapasok sa hydrophilic channel mula sa isang gilid, ay inililipat mula sa isa patungo sa iba pang mga grupo ng oxygen, tulad ng isang relay race sa pamamagitan ng isang ion-conducting channel.

Kaya, ang isang cyclic polypeptide molecule ay may intramolecular na lukab, kung saan ang isang substrate ng isang tiyak na laki at geometry ay maaaring pumasok ayon sa prinsipyo ng isang susi at isang lock. Ang lukab ng naturang panloob na mga receptor ay may linya na may mga aktibong sentro (endoreceptors). Depende sa likas na katangian ng metal ion, ang non-covalent na interaksyon (electrostatic, hydrogen bonding, van der Waals forces) sa mga alkali metal at covalent na interaksyon sa alkaline earth metal ay maaaring mangyari. Bilang resulta nito, mga supramolekul- complex associates na binubuo ng dalawa o higit pang mga particle na pinagsasama-sama ng intermolecular forces.

Ang pinakakaraniwan sa buhay na kalikasan ay ang mga tetradentate macrocycle - mga porphin at corrinoid na malapit sa kanila sa istraktura. Sa eskematiko, ang tetradent cycle ay maaaring katawanin sa sumusunod na anyo (Larawan 7.3), kung saan ang mga arko ay nangangahulugan ng parehong uri ng mga carbon chain na nagkokonekta sa mga donor nitrogen atoms sa isang closed cycle; Ang R 1 , R 2 , R 3 , P 4 ay mga hydrocarbon radical; M n+ - metal ion: sa chlorophyll Mg 2+ ion, sa hemoglobin Fe 2+ ion, sa hemocyanin Cu 2+ ion, sa bitamina B 12 (cobalamin) Co 3+ ion.

Ang mga donor nitrogen atom ay matatagpuan sa mga sulok ng parisukat (ipinapahiwatig ng may tuldok na linya). Ang mga ito ay mahigpit na pinag-ugnay sa espasyo. Kaya

ang mga porphyrin at corrinoid ay bumubuo ng mga malalakas na complex na may mga kasyon ng iba't ibang elemento at maging ang mga metal na alkaline earth. Mahalaga iyon Anuman ang denticity ng ligand, ang kemikal na bono at istraktura ng complex ay tinutukoy ng mga atomo ng donor. Halimbawa, ang mga copper complex na may NH 3 , ethylenediamine, at porphyrin ay may parehong parisukat na istraktura at isang katulad na electronic configuration. Ngunit ang mga polydentate ligand ay nagbubuklod sa mga ion ng metal na mas malakas kaysa sa mga ligand na monodentate.

kanin. 7.3. Tetradentate macrocycle

na may parehong mga atomo ng donor. Ang lakas ng mga ethylenediamine complex ay 8-10 order ng magnitude na mas malaki kaysa sa lakas ng parehong mga metal na may ammonia.

Ang mga bioinorganic complex ng mga metal ions na may mga protina ay tinatawag bioclusters - mga complex ng metal ions na may mga macrocyclic compound (Larawan 7.4).

kanin. 7.4. Ang eskematiko na representasyon ng istraktura ng mga biocluster ng ilang mga sukat ng mga complex ng protina na may mga ions ng d-element. Mga uri ng pakikipag-ugnayan ng isang molekula ng protina. M n+ - aktibong gitnang metal ion

May cavity sa loob ng biocluster. Kabilang dito ang isang metal na nakikipag-ugnayan sa mga donor atom ng mga nag-uugnay na grupo: OH - , SH - , COO - , -NH 2 , mga protina, amino acid. Ang pinakasikat na metal-

ments (carbonic anhydrase, xanthine oxidase, cytochromes) ay mga biocluster, ang mga cavity na bumubuo ng mga sentro ng enzyme na naglalaman ng Zn, Mo, Fe, ayon sa pagkakabanggit.

7.13. MULTICORE COMPLEXES

Heterovalent at heteronuclear complex

Ang mga complex, na kinabibilangan ng ilang sentral na atomo ng isa o magkakaibang elemento, ay tinatawag multi-core. Ang posibilidad ng pagbuo ng mga multinuclear complex ay tinutukoy ng kakayahan ng ilang mga ligand na magbigkis sa dalawa o tatlong mga ion ng metal. Ang mga naturang ligand ay tinatawag tulay. Kanya-kanya tulay ay tinatawag na mga complex. Sa prinsipyo, posible rin ang mga one-atom na tulay, halimbawa:

Gumagamit sila ng nag-iisang mga pares ng elektron na kabilang sa parehong atom. Maaaring gampanan ang papel ng mga tulay polyatomic ligand. Sa gayong mga tulay, ginagamit ang hindi nakabahaging mga pares ng elektron na kabilang sa iba't ibang mga atomo. polyatomic ligand.

A.A. Grinberg at F.M. Pinag-aralan ni Filinov ang mga bridging compound ng komposisyon , kung saan ang ligand ay nagbubuklod ng mga kumplikadong compound ng parehong metal, ngunit sa iba't ibang mga estado ng oksihenasyon. Tinawag sila ni G. Taube mga electron transfer complex. Inimbestigahan niya ang mga reaksyon ng paglipat ng elektron sa pagitan ng mga gitnang atomo ng iba't ibang mga metal. Ang sistematikong pag-aaral ng kinetics at mekanismo ng redox reactions ay humantong sa konklusyon na ang paglipat ng isang electron sa pagitan ng dalawang complex ay

nagpapatuloy sa resultang ligand bridge. Ang pagpapalitan ng isang electron sa pagitan ng 2 + at 2 + ay nangyayari sa pamamagitan ng pagbuo ng isang intermediate bridge complex (Larawan 7.5). Ang paglipat ng elektron ay nangyayari sa pamamagitan ng chloride bridging ligand, na nagtatapos sa pagbuo ng 2+ complexes; 2+.

kanin. 7.5. Paglipat ng elektron sa isang intermediate multinuclear complex

Ang isang malawak na pagkakaiba-iba ng mga polynuclear complex ay nakuha sa pamamagitan ng paggamit ng mga organikong ligand na naglalaman ng ilang mga grupo ng donor. Ang kondisyon para sa kanilang pagbuo ay tulad ng pag-aayos ng mga grupo ng donor sa ligand na hindi nagpapahintulot sa mga chelate cycle na magsara. Karaniwan para sa isang ligand na isara ang chelate cycle at sabay na kumilos bilang isang tulay.

Ang aktibong prinsipyo ng paglipat ng elektron ay mga metal na transisyon na nagpapakita ng ilang matatag na estado ng oksihenasyon. Nagbibigay ito ng titanium, iron at copper ions ng mga ideal na katangian ng electron carrier. Ang hanay ng mga opsyon para sa pagbuo ng heterovalent (HVA) at heteronuclear complex (HNC) batay sa Ti at Fe ay ipinapakita sa Fig. 7.6.

reaksyon

Reaksyon (1) ay tinatawag cross reaction. Sa exchange reactions, ang intermediate ay heterovalent complexes. Ang lahat ng mga theoretically possible complexes ay aktwal na nabuo sa solusyon sa ilalim ng ilang mga kundisyon, na pinatunayan ng iba't ibang physicochemical studies.

kanin. 7.6. Pagbuo ng mga heterovalent complex at heteronuclear complex na naglalaman ng Ti at Fe

paraan. Para mangyari ang paglipat ng elektron, ang mga reactant ay dapat nasa mga estadong malapit sa enerhiya. Ang pangangailangang ito ay tinatawag na prinsipyo ng Franck-Condon. Maaaring mangyari ang paglilipat ng elektron sa pagitan ng mga atomo ng parehong elemento ng paglipat, na nasa iba't ibang antas ng HWC oxidation, o iba't ibang elemento ng HJC, na ang likas na katangian ng mga sentro ng metal ay iba. Ang mga compound na ito ay maaaring tukuyin bilang mga electron transport complex. Ang mga ito ay maginhawang tagapagdala ng mga electron at proton sa mga biological system. Ang pagdaragdag at pagpapalabas ng isang elektron ay nagdudulot lamang ng mga pagbabago sa elektronikong pagsasaayos ng metal, nang hindi binabago ang istraktura ng organikong bahagi ng complex. Ang lahat ng mga elementong ito ay may ilang mga matatag na estado ng oksihenasyon (Ti +3 at +4; Fe +2 at +3; Cu +1 at +2). Sa aming opinyon, ang mga sistemang ito ay binibigyan ng likas na katangian ng isang natatanging papel ng pagtiyak ng reversibility ng mga prosesong biochemical na may kaunting gastos sa enerhiya. Kabilang sa mga nababalikang reaksyon ang mga reaksyon na mayroong thermodynamic at thermochemical constants mula 10 -3 hanggang 10 3 at may maliit na halaga ng ΔG o at E o mga proseso. Sa ilalim ng mga kundisyong ito, ang mga paunang sangkap at mga produkto ng reaksyon ay maaaring nasa maihahambing na mga konsentrasyon. Kapag binabago ang mga ito sa isang tiyak na hanay, madaling makamit ang reversibility ng proseso, samakatuwid, sa mga biological system, maraming mga proseso ang oscillatory (wave) sa kalikasan. Ang mga redox system na naglalaman ng mga pares sa itaas ay sumasaklaw sa malawak na hanay ng mga potensyal, na nagpapahintulot sa kanila na pumasok sa mga pakikipag-ugnayan na sinamahan ng katamtamang mga pagbabago sa Δ Pumunta ka at E°, na may maraming mga substrate.

Ang posibilidad ng pagbuo ng HVA at HJA ay tumataas nang malaki kapag ang solusyon ay naglalaman ng potensyal na bridging ligands, i.e. mga molekula o ion (amino acids, hydroxy acids, complexones, atbp.) na may kakayahang mag-ugnay ng dalawang metal center nang sabay-sabay. Ang posibilidad ng delokalisasi ng isang electron sa HWC ay nag-aambag sa pagbaba sa kabuuang enerhiya ng complex.

Higit na makatotohanan, ang hanay ng mga posibleng opsyon para sa pagbuo ng HWC at HJA, kung saan naiiba ang likas na katangian ng mga sentro ng metal, ay makikita sa Fig. 7.6. Ang isang detalyadong paglalarawan ng pagbuo ng HVA at HNA at ang kanilang papel sa mga biochemical system ay isinasaalang-alang sa mga gawa ng A.N. Glebova (1997). Ang mga pares ng redox ay dapat structurally adjust sa isa't isa, pagkatapos ay ang paglipat ay magiging posible. Sa pamamagitan ng pagpili ng mga bahagi ng solusyon, maaaring "pahabain" ng isa ang distansya kung saan inililipat ang isang electron mula sa reducing agent patungo sa oxidizing agent. Sa isang coordinated na paggalaw ng mga particle, ang isang elektron ay maaaring ilipat sa mahabang distansya sa pamamagitan ng mekanismo ng alon. Bilang isang "koridor" ay maaaring maging isang hydrated protein chain, atbp. Ang posibilidad ng paglipat ng elektron sa layo na hanggang 100A ay mataas. Ang haba ng "koridor" ay maaaring tumaas ng mga additives (alkali metal ions, pagsuporta sa mga electrolyte). Nagbubukas ito ng magagandang pagkakataon sa larangan ng pagkontrol sa komposisyon at mga katangian ng HWC at HJA. Sa mga solusyon, ginagampanan nila ang papel ng isang uri ng "itim na kahon" na puno ng mga electron at proton. Depende sa mga pangyayari, maaari niyang ibigay ang mga ito sa iba pang mga sangkap o palitan ang kanyang "mga reserba". Ang reversibility ng mga reaksyong kinasasangkutan ng mga ito ay ginagawang posible na paulit-ulit na lumahok sa mga cyclic na proseso. Ang mga electron ay lumilipat mula sa isang metal center patungo sa isa pa, nag-oscillate sa pagitan nila. Ang kumplikadong molekula ay nananatiling asymmetric at maaaring makilahok sa mga proseso ng redox. Ang HWC at HJAC ay aktibong kasangkot sa mga proseso ng oscillatory sa biological media. Ang ganitong uri ng reaksyon ay tinatawag na oscillatory reactions. Ang mga ito ay matatagpuan sa enzymatic catalysis, protina synthesis at iba pang biochemical na proseso na kasama ng biological phenomena. Kabilang dito ang mga panaka-nakang proseso ng cellular metabolism, mga alon ng aktibidad sa tisyu ng puso, sa tisyu ng utak, at mga prosesong nagaganap sa antas ng mga sistemang ekolohikal. Ang isang mahalagang yugto ng metabolismo ay ang paghahati ng hydrogen mula sa mga sustansya. Sa kasong ito, ang mga atomo ng hydrogen ay pumasa sa ionic na estado, at ang mga electron na nahiwalay sa kanila ay pumapasok sa respiratory chain at ibibigay ang kanilang enerhiya sa pagbuo ng ATP. Tulad ng aming itinatag, ang mga titanium complexonates ay mga aktibong carrier ng hindi lamang mga electron, kundi pati na rin ng mga proton. Ang kakayahan ng mga titanium ions upang maisagawa ang kanilang papel sa aktibong sentro ng mga enzyme tulad ng mga catalases, peroxidases at cytochromes ay natutukoy sa pamamagitan ng mataas na kakayahan nito sa kumplikadong pagbuo, ang pagbuo ng coordinated ion geometry, ang pagbuo ng multinuclear HVA at HJA ng iba't ibang komposisyon at katangian bilang isang function ng pH, ang konsentrasyon ng transition elemento Ti at ang organic na bahagi ng complex, ang kanilang molar ratio. Ang kakayahang ito ay ipinahayag sa isang pagtaas sa selectivity ng complex

na may kaugnayan sa mga substrate, mga produkto ng mga proseso ng metabolic, pag-activate ng mga bono sa complex (enzyme) at substrate sa pamamagitan ng koordinasyon at mga pagbabago sa hugis ng substrate alinsunod sa mga steric na kinakailangan ng aktibong sentro.

Ang mga pagbabagong electrochemical sa katawan na nauugnay sa paglipat ng mga electron ay sinamahan ng isang pagbabago sa antas ng oksihenasyon ng mga particle at ang hitsura ng isang potensyal na redox sa solusyon. Ang isang malaking papel sa mga pagbabagong ito ay kabilang sa multinuclear HVA at HNA complex. Ang mga ito ay mga aktibong regulator ng mga proseso ng libreng radikal, isang sistema para sa paggamit ng mga reaktibong species ng oxygen, hydrogen peroxide, mga ahente ng oxidizing, mga radical, at kasangkot sa oksihenasyon ng mga substrate, pati na rin sa pagpapanatili ng antioxidant homeostasis, sa pagprotekta sa katawan mula sa oxidative. stress. Ang kanilang enzymatic action sa biosystems ay katulad ng mga enzymes (cytochromes, superoxide dismutase, catalase, peroxidase, glutathione reductase, dehydrogenases). Ang lahat ng ito ay nagpapahiwatig ng mataas na antioxidant properties ng complexonates ng mga elemento ng paglipat.

7.14. MGA TANONG AT MGA GAWAIN PARA SA SELF-CHECKING NG PAGHAHANDA PARA SA MGA ARALIN AT PAGSUSULIT

1. Ibigay ang konsepto ng complex compounds. Paano sila naiiba sa mga dobleng asin, at ano ang pagkakatulad nila?

2. Gumawa ng mga formula ng mga kumplikadong compound ayon sa kanilang pangalan: ammonium dihydroxotetrachloroplatinate (IV), triammintrinitrocobalt (III), ibigay ang kanilang mga katangian; ipahiwatig ang panloob at panlabas na globo ng koordinasyon; ang gitnang ion at ang antas ng oksihenasyon nito: mga ligand, ang kanilang bilang at denticity; ang likas na katangian ng mga koneksyon. Isulat ang dissociation equation sa isang aqueous solution at ang expression para sa stability constant.

3. Pangkalahatang katangian ng mga kumplikadong compound, dissociation, katatagan ng mga complex, mga kemikal na katangian ng mga complex.

4. Paano nailalarawan ang reaktibiti ng mga complex mula sa thermodynamic at kinetic na posisyon?

5. Aling mga amino complex ang magiging mas matibay kaysa sa tetraamino-copper (II), at alin ang hindi gaanong matibay?

6. Magbigay ng mga halimbawa ng mga macrocyclic complex na nabuo ng alkali metal ions; d-element ions.

7. Sa anong batayan ang mga complex ay inuri bilang chelated? Magbigay ng mga halimbawa ng chelate at non-chelate complex compound.

8. Gamit ang halimbawa ng copper glycinate, ibigay ang konsepto ng mga intracomplex compound. Isulat ang pormula ng istruktura ng magnesium complexonate na may ethylenediaminetetraacetic acid sa anyong sodium.

9. Magbigay ng schematic structural fragment ng anumang polynuclear complex.

10. Tukuyin ang polynuclear, heteronuclear at heterovalent complex. Ang papel na ginagampanan ng mga transition metal sa kanilang pagbuo. Ang biological na papel ng mga sangkap na ito.

11. Anong mga uri ng mga bono ng kemikal ang matatagpuan sa mga kumplikadong compound?

12. Ilista ang mga pangunahing uri ng hybridization ng atomic orbitals na maaaring mangyari sa gitnang atom sa complex. Ano ang geometry ng complex depende sa uri ng hybridization?

13. Batay sa elektronikong istraktura ng mga atomo ng mga elemento ng s-, p- at d-block, ihambing ang kakayahan sa kumplikadong pagbuo at ang kanilang lugar sa kimika ng mga complex.

14. Tukuyin ang mga complexone at complexonates. Magbigay ng mga halimbawa ng pinaka ginagamit sa biology at medisina. Ibigay ang thermodynamic na mga prinsipyo kung saan nakabatay ang chelation therapy. Ang paggamit ng mga complexonates para sa neutralisasyon at pag-aalis ng xenobiotics mula sa katawan.

15. Isaalang-alang ang mga pangunahing kaso ng paglabag sa metal-ligand homeostasis sa katawan ng tao.

16. Magbigay ng mga halimbawa ng biocomplex compound na naglalaman ng iron, cobalt, zinc.

17. Mga halimbawa ng nakikipagkumpitensyang proseso na kinasasangkutan ng hemoglobin.

18. Ang papel ng mga metal ions sa enzymes.

19. Ipaliwanag kung bakit para sa kobalt sa mga complex na may kumplikadong ligand (polydentate) ang estado ng oksihenasyon +3 ay mas matatag, at sa mga ordinaryong asing-gamot, tulad ng mga halides, sulfates, nitrates, ang estado ng oksihenasyon ay +2?

20. Para sa tanso, ang mga estado ng oksihenasyon na +1 at +2 ay katangian. Maaari bang ma-catalyze ng tanso ang mga reaksyon ng paglilipat ng elektron?

21. Maaari bang ma-catalyze ng zinc ang redox reactions?

22. Ano ang mekanismo ng pagkilos ng mercury bilang isang lason?

23. Ipahiwatig ang acid at base sa reaksyon:

AgNO 3 + 2NH 3 \u003d NO 3.

24. Ipaliwanag kung bakit ang potassium-sodium salt ng hydroxyethylidene diphosphonic acid, at hindi HEDP, ang ginagamit bilang gamot.

25. Paano isinasagawa ang transportasyon ng mga electron sa katawan sa tulong ng mga metal ions, na bahagi ng mga biocomplex compound?

7.15. MGA PAGSUSULIT

1. Ang estado ng oksihenasyon ng gitnang atom sa kumplikadong ion ay 2- ay katumbas ng:

a)-4;

b) +2;

sa 2;

d) +4.

2. Ang pinaka-matatag na complex ion:

a) 2-, Kn = 8.5x10 -15;

b) 2-, Kn = 1.5x10 -30;

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

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

3. Ang solusyon ay naglalaman ng 0.1 mol ng PtCl 4 4NH 3 compound. Ang pagtugon sa AgNO 3, ito ay bumubuo ng 0.2 mol ng AgCl precipitate. Ibigay ang panimulang sangkap ng formula ng koordinasyon:

a)Cl;

b) Cl 3 ;

c) Cl 2 ;

d) Cl 4 .

4. Ano ang hugis ng mga complex na nabuo bilang isang resulta ng sp 3 d 2-gi- breeding?

1) tetrahedron;

2) parisukat;

4) trigonal bipyramid;

5) linear.

5. Piliin ang formula para sa tambalang pentaamminechlorocobalt (III) sulfate:

a) Na 3 ;

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

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

d) SO 4 ;

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

6. Anong mga ligand ang polydentate?

a) C1 -;

b) H 2 O;

c) ethylenediamine;

d) NH 3 ;

e) SCN - .

7. Ang mga kumplikadong ahente ay:

a) mga pares ng elektron na donor atom;

c) mga atom- at ions-acceptors ng mga pares ng elektron;

d) mga atom- at ions-donor ng mga pares ng elektron.

8. Ang mga elemento na may pinakamababang kakayahan sa pagpapakumplikado ay:

a) s; c) d;

b) p; d) f

9. Ang mga ligand ay:

a) mga molekula ng donor na pares ng elektron;

b) mga ions-acceptors ng mga pares ng elektron;

c) mga molecule- at ions-donors ng mga pares ng elektron;

d) mga molekula- at ions-acceptors ng mga pares ng elektron.

10. Komunikasyon sa panloob na globo ng koordinasyon ng complex:

a) covalent exchange;

b) covalent donor-acceptor;

c) ionic;

d) hydrogen.

11. Ang pinakamahusay na ahente ng kumplikado ay:

Ang mga kumplikadong compound ay inuri ayon sa singil ng mga complex: cationic - 2+, anionic - 3-, neutral - 0;

sa pamamagitan ng komposisyon at kemikal na mga katangian: acids - H, bases - OH, salts - SO4;

ayon sa uri ng ligands: hydroxo complexes - K2, aqua complexes - Cl3, acido complexes (ligands - acid anions) - K4, complexes ng mixed type - K, Cl4.

Ang mga pangalan ng mga complex ay itinayo ayon sa pangkalahatang mga patakaran ng IUPAC: binabasa at isinulat ang mga ito mula kanan hanggang kaliwa, mga ligand - na may pagtatapos - o, mga anion - na may pagtatapos - at. Ang ilang mga ligand ay maaaring may mga espesyal na pangalan. Halimbawa, ang mga molekula - mga ligand na H2O at NH3 ay tinatawag na aquo- at ammine, ayon sa pagkakabanggit.

kumplikadong mga cation. Una, ang mga negatibong sisingilin na ligand ng inner sphere na may dulong "o" ay tinatawag (chloro-, bromo-, nitro-, rhodano-, atbp.). Kung ang kanilang bilang ay higit sa isa, ang mga numerong di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, atbp. ay idinaragdag bago ang mga pangalan ng mga ligand. Pagkatapos ay pinangalanan ang mga neutral na ligand, kasama ang molekula ng tubig na tinatawag na "aquo", ang molekula ng ammonia - "ammine". Kung ang bilang ng mga neutral na ligand ay higit sa isa, pagkatapos ay idinagdag ang mga numerong di-, tri-, tetra-, atbp.

Nomenclature ng mga kumplikadong compound

Kapag binubuo ang pangalan ng isang kumplikadong tambalan, ang formula nito ay binabasa mula kanan pakaliwa. Isaalang-alang ang mga partikular na halimbawa:

Mga Anion complex

Mga cation complex

K3 potassium hexacyanoferrate(III)

Na sodium tetrahydroxoaluminate

Na3 sodium hexanitrocobaltate(III)

SO4 tetraamminecopper(II) sulfate

Cl3 hexaaquachromium(III) chloride

OH diamminesilver(I) hydroxide

Sa mga pangalan ng mga kumplikadong compound, ang bilang ng mga magkatulad na ligand ay ipinahiwatig ng mga numerical na prefix na nakasulat kasama ng mga pangalan ng mga ligand: 2 - di, 3 - tatlo, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - octa.

Ang mga pangalan ng mga negatibong sisingilin na ligand, mga anion ng iba't ibang mga acid, ay binubuo ng buong pangalan (o ang ugat ng pangalan) ng anion at ang nagtatapos sa patinig -o. Halimbawa:

I-iodo-

H-hydrido-

CO32- carbonate-

Ang ilang mga anion na kumikilos bilang mga ligand ay may mga espesyal na pangalan:

OH-hydroxo-

S2-thio-

CN-cyano-

WALANG-nitroso-

NO2-nitro-

Karaniwan, ang mga espesyal na prefix ay hindi ginagamit sa mga pangalan ng neutral na ligand, halimbawa: N2H4 - hydrazine, C2H4 - ethylene, C5H5N - pyridine.

Sa pamamagitan ng tradisyon, ang mga espesyal na pangalan ay naiwan para sa isang maliit na bilang ng mga ligand: H2O - aqua-, NH3 - amine, CO - carbonyl, NO - nitrosyl.

Ang mga pangalan ng positively charged ligand ay nagtatapos sa -y: NO+ - nitrosylium, NO2+ - nitroylium, atbp.

Kung ang isang elemento na isang complexing agent ay bahagi ng isang complex anion, pagkatapos ay ang suffix -at ay idinagdag sa ugat ng pangalan ng elemento (Russian o Latin) at ang antas ng oksihenasyon ng complexing elemento ay ipinahiwatig sa mga bracket. (Ang mga halimbawa ay ipinapakita sa talahanayan sa itaas). Kung ang isang elemento na isang kumplikadong ahente ay bahagi ng isang kumplikadong Katin o isang neutral na kumplikadong walang panlabas na globo, kung gayon ang pangalan ng Ruso ng elemento na may indikasyon ng estado ng oksihenasyon nito ay nananatili sa pangalan. Halimbawa: - tetracarbonylnickel(0).

Maraming mga organikong ligand ang may isang kumplikadong komposisyon, samakatuwid, kapag pinagsama-sama ang mga formula ng mga kumplikado sa kanilang pakikilahok, para sa kaginhawahan, ginagamit ang kanilang mga pagtatalaga ng titik:

C2O42- oxalato- baka

C5H5N pyridine py

(NH2)2CO urea ur

NH2CH2CH2NH2 ethylenediamine en

C5H5-cyclopentadienyl-cp

II.1. Konsepto at kahulugan.

Ang mga kumplikadong compound ay ang pinakamaraming klase ng mga inorganikong compound. Mahirap magbigay ng maigsi at kumpletong kahulugan ng mga compound na ito. Ang mga kumplikadong compound ay tinatawag ding mga compound ng koordinasyon. Sa kimika ng mga compound ng koordinasyon, ang organic at inorganic na kimika ay magkakaugnay.

Hanggang sa katapusan ng ika-19 na siglo, ang pag-aaral ng mga kumplikadong compound ay puro naglalarawan. 1893 nilikha ng Swiss chemist na si Alfred Werner ang teorya ng koordinasyon. Ang kakanyahan nito ay ang mga sumusunod: sa mga kumplikadong compound mayroong isang tamang geometric na pag-aayos ng mga atom o grupo ng mga atomo, na tinatawag na ligand o addends, sa paligid ng gitnang atom - ang complexing agent.

Kaya, ang kimika ng mga kumplikadong compound ay nag-aaral ng mga ion at molekula na binubuo ng isang sentral na particle at mga ligand na pinag-ugnay sa paligid nito. Ang gitnang particle, ang complexing agent, at ang mga ligand na direktang nauugnay dito ay bumubuo sa panloob na globo ng complex. Para sa mga di-organikong ligand, kadalasan, ang kanilang numero ay tumutugma sa numero ng koordinasyon ng gitnang butil. Kaya, ang numero ng koordinasyon ay ang kabuuang bilang ng mga neutral na molekula o mga ion (ligands) na nauugnay sa gitnang atom sa complex

Ang mga ion sa labas ng panloob na globo ay bumubuo sa panlabas na globo ng kumplikadong tambalan. Sa mga formula, ang panloob na globo ay nakapaloob sa mga square bracket.

K 4 4- - panloob na globo o kumplikadong ion

complexing ion coordination

Ang mga kumplikadong ahente ay:

1) mga positibong metal ions (karaniwang d-element): Ag +, Fe 2+, Fe 3+, Cu 2+, Al 3+, Co 3+; at iba pa (mga ahente sa pag-complex ng ions).

2) mas madalas - neutral na mga atomo ng metal na nauugnay sa mga elemento ng d: (Co, Fe, Mn, atbp.)

3) ilang mga atomo ng hindi metal na may iba't ibang positibong estado ng oksihenasyon - B +3, Si +4, P +5, atbp.

Ang mga ligand ay maaaring:

1) mga negatibong sisingilin na ions (OH - , Hal - , CN - cyano group, SCN - thiocyano group, NH 2 - amino group, atbp.)

2) polar molecule: H 2 O (ang pangalan ng ligand ay "aqua"), NH 3 ("ammine"),

CO ("carbonyl").

Kaya, ang mga kumplikadong compound (mga compound ng koordinasyon) ay mga kumplikadong compound ng kemikal na naglalaman ng mga kumplikadong ion na nabuo ng isang gitnang atom sa isang tiyak na estado ng oksihenasyon (o may isang tiyak na valency) at mga nauugnay na ligand.

II.2. Pag-uuri

I. Sa likas na katangian ng mga ligand:

1. Aqua complexes (H 2 O)

2. Mga hydroxo complex (OH)

3. Ammine complexes (NH 3) - ammoniates

4. Mga acid complex (na may mga residue ng acid - Cl - , SCN - , S 2 O 3 2- at iba pa)

5. Carbonyl complexes (CO)

6. Mga complex na may mga organikong ligand (NH 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2, atbp.)

7. Anion halogenates (Na)

8. Mga amino complex (NH 2)

II. Ayon sa singil ng complex ion:

1. Cationic type - complex ion charge - positive

2. Anionic type - negatibo ang singil ng complex ion.

Para sa tamang pagbaybay ng isang kumplikadong tambalan, kinakailangang malaman ang estado ng oksihenasyon ng gitnang atom, ang numero ng koordinasyon nito, ang likas na katangian ng mga ligand, at ang singil ng kumplikadong ion.

II.3. Ang numero ng koordinasyon ay maaaring tukuyin bilang ang bilang ng σ - mga bono sa pagitan ng mga neutral na molekula o mga ion (ligands) at ng gitnang atom sa complex.

Ang halaga ng numero ng koordinasyon ay pangunahing tinutukoy ng laki, singil at istraktura ng shell ng elektron ng ahente ng kumplikado. Ang pinakakaraniwang numero ng koordinasyon ay 6. Ito ay tipikal para sa mga sumusunod na ion: Fe 2+ , Fe 3+ , Co 3+ , Ni 3+ , Pt 4+ , ​​​​Al 3+ , Cr 3+ , Mn 2+ , Sn 4+ .

K 3 , Na 3 , Cl 3

hexacyanoferrate (III) hexanitrocobaltate (III) hexaaquachromium (III) chloride

potasa sodium

Ang coordination number 4 ay matatagpuan sa 2-charged ions at sa aluminum o gold: Hg 2+, Cu 2+, Pb 2+, Pt 2+, Au 3+, Al 3+.

(OH) 2 - tetraammine copper (II) hydroxide;

Na 2 - sodium tetrahydroxocuprate (II)

K 2 - potassium tetraiodomercurate (II);

Ang H ay hydrogen tetrachloroaurate(III).

Kadalasan ang numero ng koordinasyon ay tinukoy bilang dalawang beses ang estado ng oksihenasyon ng complexing ion: para sa Hg 2+ , Cu 2+ , Pb 2+ ang numero ng koordinasyon ay 4; Ag +, Cu + - may coordination number na 2.

Upang matukoy kung ang lokasyon ng mga elemento sa panloob o panlabas na globo, kinakailangan upang magsagawa ng mga reaksyon ng husay. Halimbawa, K 3 -hexacyanoferrate(III) potassium. Ito ay kilala na ang iron ion (+3) ay bumubuo ng madilim na pulang kulay na may iron thiocyanate (thiocyanate), isang anion ng iron thiocyanate (+3).

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

Kapag ang isang solusyon ng ammonium o potassium thiocyanate ay idinagdag sa isang solusyon ng potassium hexacyanoferrate(III), walang kulay na sinusunod. Ito ay nagpapahiwatig ng kawalan ng Fe 3+ iron ions sa solusyon sa sapat na dami. Ang gitnang atom ay nakagapos sa mga ligand sa pamamagitan ng isang covalent polar bond (mekanismo ng pagbuo ng bono ng donor-acceptor), kaya hindi nangyayari ang reaksyon ng pagpapalitan ng ion. Sa kabaligtaran, ang panlabas at panloob na mga globo ay konektado sa pamamagitan ng ionic bonding.

II.4. Ang istraktura ng complex ion mula sa punto ng view ng electronic na istraktura ng complexing agent.

Suriin natin ang istraktura ng tetraammine copper (II) cation:

a) ang electronic formula ng tansong atom:

2 8 18 1 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

b) ang electronic formula ng Cu 2+ cation:

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-

ionic bond

cov. koneksyon

ayon sa mekanismo ng donor-acceptor.

Pagsasanay para sa paglutas sa sarili:

Iguhit ang istraktura ng complex ion 3- ayon sa algorithm:

a) isulat ang electronic formula ng iron atom;

b) isulat ang electronic formula ng Fe 3+ iron ion, na nag-aalis ng mga electron mula sa 4s sublevel at 1 electron mula sa 3d sublevel;

c) muling isulat ang electronic formula ng ion muli, paglilipat ng mga electron ng 3d sublevel sa isang excited na estado sa pamamagitan ng pagpapares ng mga ito sa mga cell ng sublevel na ito

d) bilangin ang bilang ng lahat ng libreng cell sa 3d, 4s, 4p - mga sublevel

e) ilagay ang cyanide anions CN - sa ilalim ng mga ito at gumuhit ng mga arrow mula sa mga ion patungo sa mga walang laman na selula.

II.5. Pagpapasiya ng singil ng complexing agent at ang complex ion:

1. Ang singil ng kumplikadong ion ay katumbas ng singil ng panlabas na globo na may kabaligtaran na tanda; ito ay katumbas din ng kabuuan ng singil ng complexing agent at lahat ng ligand.

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

2. Ang singil ng complexing agent ay katumbas ng algebraic sum ng mga singil ng ligand at ang panlabas na globo (na may kabaligtaran na tanda).

Cl x +0 2 + (–1) 2 = 0; x=2-1=+1

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

3. Kung mas malaki ang singil ng gitnang atom at mas maliit ang singil ng ligand, mas malaki ang numero ng koordinasyon.

II.6. Nomenclature.

Mayroong ilang mga paraan upang pangalanan ang mga kumplikadong compound. Pumili kami ng mas simple gamit ang valence (o oxidation state) ng central atom

II.6.1. Pangalan ng mga kumplikadong compound ng uri ng cationic:

Ang mga kumplikadong compound ay nasa uri ng cationic kung ang singil ng kumplikadong ion ay positibo.

Kapag pinangalanan ang mga kumplikadong compound:

1) una, ang numero ng koordinasyon ay tinatawag gamit ang mga prefix na Greek (hexa, penta, tatlo);

2) pagkatapos, sisingilin ang mga ligand na may pagdaragdag ng pagtatapos na "o";

3) pagkatapos, neutral ligands (nang walang pagtatapos na "o");

4) isang complexing agent sa Russian sa genitive case, ang valence o oxidation state nito ay ipinahiwatig at pagkatapos nito ay tinawag ang anion. Ammonia - ang ligand ay tinatawag na "ammin" na walang "o", tubig - "aqua"

SO 4 tetraammine copper (II) sulfate;

Cl diammine silver (I) chloride;

Cl 3 - hexaiodocobalt (III) chloride;

Cl - oxalatopent aqua aluminum (III) chloride

(Ang okalate ay isang dobleng sisingilin na anion ng oxalic acid);

Cl 3 - hexaaqua iron (III) chloride.

II.6.2. Nomenclature ng mga kumplikadong compound ng anionic na uri.

Ito ay tinatawag na cation, ang coordination number, ang ligands, at pagkatapos ay ang complexing agent - ang central atom. Ang complexing agent ay tinatawag sa Latin sa nominative case na may nagtatapos na "at".

K 3 - potassium hexafluoroferrate (SH);

Na 3 - sodium hexanitrocobaltate (III);

NH 4 -ammonium dithiocyanodicarbonyl mercuryate (I)

Neutral complex: - iron pentacarbonyl.

MGA HALIMBAWA AT MGA GAWAIN PARA SA INDEPENDENTONG SOLUSYON

Halimbawa 1. Uriin, ganap na kilalanin at bigyan ng mga pangalan ang mga sumusunod na kumplikadong compound: a) K 3 -; b) Cl; sa) .

Solusyon at sagot:

1) K 3 - 3 ions K + - panlabas na globo, ang kabuuang singil nito ay +3, 3- - panloob na globo, ang kabuuang singil nito ay katumbas ng singil ng panlabas na globo, na kinuha gamit ang kabaligtaran na tanda - (3-)

2) Isang kumplikadong tambalan ng isang uri ng anionic, dahil ang singil ng panloob na globo ay negatibo;

3) Central atom - complexing agent - silver ion Ag +

4) Ligand - dalawang dobleng sisingilin na residues ng thiosulfuric acid H 2 S 2 O 3, ay tumutukoy sa mga acid complex

5) Ang numero ng koordinasyon ng complexing agent sa kasong ito, bilang isang pagbubukod, ay 4 (dalawang acid residues ay may 4 na valence σ - mga bono na walang 4 na hydrogen cation);

6) Ang singil ng complexing agent ay +1:

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

7) Pangalan: – potassium dithiosulfate argentate (I).

1) Cl - 1 ion - Cl - - panlabas na globo, ang kabuuang singil nito ay -1, - - panloob na globo, ang kabuuang singil nito ay katumbas ng singil ng panlabas na globo, na kinuha gamit ang kabaligtaran na tanda - (3+)

2) Isang kumplikadong tambalan ng uri ng cationic, dahil ang singil ng panloob na globo ay positibo.

3) Ang gitnang atom - complexing agent - cobalt ion Co, kinakalkula namin ang singil nito:

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

4) Isang kumplikadong tambalan ng isang halo-halong uri, dahil naglalaman ito ng iba't ibang mga ligand; acid complex (Cl - - hydrochloric acid residue) at ammine complex - ammonia (NH 3 - ammonia-neutral compound)

6) Ang pangalan ay dichlorotetraamminecobalt(III) chloride.

1) - walang panlabas na globo

2) Isang kumplikadong tambalan ng isang neutral na uri, dahil ang singil ng panloob na globo = 0.

3) Central atom - complexing agent - tungsten atom,

singil nito = 0

4) Carbonyl complex, dahil ang ligand ay isang neutral na particle - carbonyl - CO;

5) Ang coordination number ng complexing agent ay 6;

6) Pangalan: – hexacarbonyltungsten

Gawain 1. Ilarawan ang mga kumplikadong compound:

a) Li 3 Cr (OH) 6]

b) ako 2

c) [ Pt Cl 2 (NH 3) 2 ] at bigyan sila ng mga pangalan.

Gawain 2. Pangalanan ang mga kumplikadong compound: NO 3,

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

Chemistry test - kumplikadong compounds - URGENT! at nakuha ang pinakamahusay na sagot

Sagot mula kay Nick[guru]
Ang ilang mga katanungan ay naitakda nang hindi tama, halimbawa 7,12,27. Samakatuwid, ang mga sagot ay naglalaman ng mga reserbasyon.
1. Ano ang coordination number ng complexing agent sa +2 complex ion?
SA 6
2. Ano ang coordination number ng complexing agent sa 2+ complex ion?
B) 6
3. Ano ang coordination number ng complexing agent sa complex ion 2+
B) 4
4. Ano ang coordination number ng Сu²+ sa + complex ion?
B) 4
5. Ano ang coordination number ng complexing agent sa complex ion: +4?
B) 6
6. Tukuyin ang singil ng central ion sa complex compound K4
B) +2
7. Ano ang singil ng isang kumplikadong ion?
B) +2 - kung ipagpalagay natin na ang complexing agent ay Сu (II)
8. Sa mga iron salt, tukuyin ang kumplikadong asin:
A) K3
9. Ano ang coordination number ng Pt4+ sa 2+ complex ion?
A) 4
10. Tukuyin ang singil ng complex ion K2?
B) +2
11. Aling molekula ang tumutugma sa pangalang tetraammine copper (II) dichloride?
B) Cl2
12. Ano ang singil ng isang complex ion?
D) +3 - kung ipagpalagay natin na ang complexing agent ay Cr (III)
13. Sa mga asin ng tanso (II), tukuyin ang kumplikadong asin:
B) K2
14. Ano ang coordination number ng Co3+ sa complex ion +?
B) 6
15. Tukuyin ang singil ng complexing agent sa complex compound K3?
D) +3
16. Aling molekula ang tumutugma sa pangalang potassium tetraiodohydrate (II)?
A) K2
17. Ano ang singil ng isang complex ion?
SA 2
18. Sa mga nickel (II) salt, tukuyin ang kumplikadong asin:
B) SO4
19. Ano ang coordination number ng Fe3+ sa -3 complex ion?
SA 6
20. Tukuyin ang singil ng complexing agent sa complex compound K3?
B) +3
21. Aling molekula ang tumutugma sa pangalang silver(I) diamine chloride?
B) Cl
22. Ano ang singil ng K4 complex ion?
B) -4
23. Sa mga zinc salt, tukuyin ang kumplikadong asin
B) Na2
24. Ano ang coordination number ng Pd4+ sa 4+ complex ion?
D) 6
25. Tukuyin ang singil ng complexing agent sa complex compound H2?
B) +2
26. Aling molekula ang tumutugma sa pangalang potassium hexacyanoferrate (II)?
D) K4
27. Ano ang singil ng isang complex ion?
D) -2 - kung ipagpalagay natin na ang complexing agent ay Co (II)
27. Sa mga compound ng chromium (III), tukuyin ang complex compound
C) [Cr (H2O) 2(NH3)4]Cl3
28. Ano ang coordination number ng cobalt (III) sa NO3 complex ion?
B) 6
29. Tukuyin ang singil ng complexing agent sa complex compound Cl2
A) +3
30. Aling molekula ang tumutugma sa pangalang sodium tetraiodopalladate (II)?
D) Na2

Sagot mula sa James Bond[newbie]
Diyos ko

Sagot mula sa Kuting...[guru]
#30 pinakabago

Problema 723.
Pangalanan ang mga kumplikadong asin: Cl, (NO 3) 2, CNBr, NO 3, Cl, K 4, (NH 4) 3, Na 2, K 2, K 2. K2.
Desisyon:
C - chlorotriamminequapalladium (II) chloride;
(NO 3 ) 2 - tetraamine copper (I) nitrate;
CNB - tetraaminediaquacobalt(II) cyanobromide;
NO 3 - sulphatopentaamminecobalt (III) nitrate;
Ang Cl ay chlorotetraamminepalladium (II) chloride;
K 4 - hexacyanoferrate (II) potasa;
(NH 4 ) 3 - ammonium hexachlororhodinate (II);
Na 2 - sodium tetraiodopalladinate (II);
K 2 - tetranitratodiamminecobaltate (II) potassium;
K 2 - potassium chloropentahydroxoplatinate (IV);
K 2 - potassium tetracyanocupryate (II).

Problema 724.
Isulat ang mga pormula ng koordinasyon ng mga sumusunod na kumplikadong compound: a) potassium dicyanoargentate; b) potasa hexanitrocobaltate (III); c) hexaammine nickel (II) chloride; d) sodium hexacyanochromate (III); e) hexaamminecobalt (III) bromide; f) tetraammine carbonate chromium (III) sulfate;g) diquatetraammine nickel (II) nitrate; h) magnesium trifluorohydroxoberyllate.
Desisyon:
a) K - potassium dicyanoargentate;
b) K 3 - potassium hexanitrocobaltate (III);
c) Cl - hexaammine nickel (II) chloride;
d) Na 3 - sodium hexacyanochromate (III);
e) Cl 3 - hexaamminecobalt (III) bromide;
e) SO 4 2- - tetraammine carbonate chromium (III) sulfate;
g) (NO 3) 2 - diquatetraammine nickel (II) nitrate;
h) Mg magnesium trifluorohydroxoberyllate.

Problema 725.
Pangalanan ang mga sumusunod na electrically neutral complex compounds: , , , , .
Desisyon:
, - tetraaquaphosphatechromium;
- dirodanodiammine tanso;
- dichlorodihydroxylamine palladium;
- trinitrotriaminerhodium;
- tetrachlorodiammineplatinum.

Problema 726.
Isulat ang mga formula ng mga nakalistang kumplikadong non-electrolytes: a) tetraammine phosphatochrome; b) diamminedichloroplatinum; c) triammintricchlorocobalt; d) diamminetetrachloroplatinum. Sa bawat isa sa mga complex ay nagpapahiwatig ng antas ng oksihenasyon ng complexing agent.
Desisyon:
a) - tetraammine phosphatochrome. Ang Cr charge ay (x), NH 3 - (0), PO 4 - (-3). Kaya naman, ibinigay na ang kabuuan ng mga singil ng butil ay (o), nakita natin ang singil ng chromium: x + 4(0) + (-3) = 0; x = +3. Degree ng oksihenasyon ang chroma ay +3.

b) - diamminedichloroplatinum. Ang singil ng Pt ay (x), NH 3 - (0), Cl - (-1). Kaya, ibinigay na ang kabuuan ng mga singil ng butil ay (0), nakita natin ang singil ng platinum: x +4(0) + 2(-1) = 0; x = +2. Degree ng oksihenasyon ang platinum ay +2.

c) - triammintricchlorocobalt. Ang singil ng Co ay (x), NH 3 - (0), Cl - (-1). Kaya, ibinigay na ang kabuuan ng mga singil ng butil ay (o), nakita natin ang singil ng cobalt: x + 3(0) + 3(-1) = 0; x = +3. Degree ng oksihenasyon ang kobalt ay +3.

d) - diamminetetrachloroplatinum. Ang singil ng Pt ay (x), NH 3 - (0), Cl - (-1). Kaya, ibinigay na ang kabuuan ng mga singil ng butil ay (0), nakita natin ang singil ng platinum: x +4(0) + 4(-1) = 0; x = +4. Degree ng oksihenasyon ang platinum ay +2.

Problema 727.
Ang mga kemikal na pangalan para sa mga dilaw at pulang asin sa dugo ay potassium hexacyanoferrate (II) at potassium hexacyanoferrate (III). Isulat ang mga pormula para sa mga asin na ito.
Desisyon:
K 4 - potassium hexacyanoferrate (II) (dilaw na asin sa dugo);
K 3 - potassium hexacyanoferrate (III) (red blood salt).

Problema 728.
Brick pulang kristal mga rosas na asin may komposisyon na ipinahayag ng formula Cl 3, lilang asin- crimson-red crystals ng komposisyon Cl 2 . Ibigay ang mga kemikal na pangalan ng mga asin na ito.
Desisyon:
a) rosesol Ang Cl 3 ay tinatawag na aquapentaamminecobalt (III) chloride.
b) Purpureosol Ang Cl 2 ay tinatawag na aquapentaamminecobalt (II) chloride.