Kompleks birləşmələr

Vikipediya, açıq ensiklopediya
Jump to navigation Jump to search

Koordinasion birləşmələr[redaktə | əsas redaktə]

Koordinasion quruluşa malik olan maddələr koordinasion birləşmələr adlanır. Onların kristal qəfəsində verilmiş maddənin ayrıca molekulları olmur, qəfəsdə yerləşən hər bir atom (ion) müəyyən sayda bərabər məsafədə və eyni tipli kimyəvi rabitə ilə (ion, kovalent, metal) əlaqələnən qonşu hissəciklərlə (atom, ion) əhatə olunmuşdur. Koordinasion birləşmələr məhlula keçdikdə tərkib hissələrinə ayrılmırsa, belə koordinasion birləşmələr kompleks birləşmələr hesab edilir. . Mündəricat

Kompleks birləşmələrin yaranma tarixi[redaktə | əsas redaktə]

Kompleks birləşmələr haqqında ideyaları kimya elminə gətirən və onun nəzəri əsasını qoyan İsveçrə alimi Alfred Verner(1983 –cü il) olmuşdur. Onun koordinasion birləşmələr sahəsindəki elmi nailiyyətləri yüksək qiymətləndirilmiş və o, 1913 –cü ildə Nobel mükafatına layiq görülmüşdür. Kompleks birləşmələr kimyasının inkişafında rus alimi L. A. Çuqayev və onun çox saylı şagirdləri -İ. İ. Çernyayev, A. A. Qrinberq, V. V. Lebedinskinin, sonralar N.Q.Klyuçnikov, E.B.Qlikina və başqalarının rolu böyükdür.

Kompleks birləşmələrin alınması[redaktə | əsas redaktə]

Bütün birləşmələr kimi kompleks birləşmələrin alınması bir çox amillərdən asılıdır. Bunlardan mühitin pH –nı, temperaturu, vaxtı, həlledicinin növünü və oksidləşdirici və ya reduksiyaediciliyini, katalizatorun təsirini, götürülmüş komponentlərin qatılığını və s. göstərmək olar. Kompleksin əmələgəlməsinin əsas səbəbi ion –ion, ion –molekul, molekul –molekul arasında həm elektrostatik , həm də donor –akseptor qarşılıqlı təsirinin olmasıdır.

Kompleks birləşmələr kimyasının əsas anlayışları[redaktə | əsas redaktə]

Koordinasion birləşmələr kimyasında tədqiq edilən əsas sahə, mərkəzi hissəcik və onun ətrafında koordinasiya edən liqandlardan təşkil olunmuş molekul və ionlardır. Koordinasiya nəzəriyyəsindən məlumdur ki, kompleks birləşmələr daxili və xarici sferadan ibarətdir. Kompleks birləşmənin dissosasiya xarakterini, həmçinin kimyəvi reaksiyaya daxil olmasını öyrənməklə kompleksdəki rabitələrin təbiətini müəyyən etmək olur. Liqandlar kompleks əmələgətirici ilə donor –akseptor koordinativ rabitə əmələ gətirirlər. Liqandlar mərkəzi atoma ikimərkəzli σ –, π –və δ–rabitələri ilə və çox mərkəzli rabitələrlə birləşirlər. İkimərkəzli mərkəzi atom –liqand σ –rabitəsi metal kationunun boş orbitalı ilə liqandın donor atomunun bölünməmiş elektron cütünün ümumiləşməsi hesabına donor –akseptor mexanizmi əsasında yaranır. Liqandlar σ –elektron donoru olmaqla yanaşı, eyni zamanda π –elektronlarının akseptoru da olurlar. π –rabitə metal kationunun bölünməmiş elektron cütünün donoru və liqand atomunun boş orbitalının akseptoru hesabına donor –akseptor mexanizmi ilə yaranır. Bunların əmələgəlmə mexanizminə növbəti bölmələrdə baxılacaq. Beləliklə, kompleks birləşmələrdə liqandlar mərkəzi atoma koordinasiya edir. Kompleks birləşmənin mərkəzi atomuna (hissəsinə) koordinasiya edən atomların və ya atom qruplarının sayı koordinasiya ədədi adlanır. Əgər mərkəzi atom –liqand rabitəsi ikimərkəzlidirsə onda, koordinasiya ədədi mərkəzi atomda yaranan σ –rabitələrin sayına bərabərdir. Məsələn, ionunda 4σ –rabitə olduğundan koordinasiya ədədi dördə bərabərdir.Kompleks birləşmədə koordinativ rabitə əmələgətirən liqand atomlarının sayı, başqa sözlə koordinasiya sferasında liqandın tutduğu yerin sayı həmin liqandın dentantlığı (koordinasiya tutumu) adlanır. “Dentant” latın sözü olub, mənası “dişli” deməkdir. Ümumiyyətlə, liqandın tərkibində olan bir və ya bir neçə atom kompleks əmələgətirici ilə eyni zamanda birbaşa rabitə əmələgətirə bilər. Belə atomların miqdarından asılı olaraq onlar monodentant və polidentant liqandlara ayrılır. Monodentant liqandlarda yalnız bir atom donor kimi istifadə edilir və bir koordinasiya yeri tutur. Məsələn, su molekulunda yalnız oksigen atomu bölünməmiş elektron cütünün donoru kimi mərkəzi atomla birləşir. Su molekulunda yalnız bir oksigen atomu olduğundan o, yalnız monodentant ola bilir. Koordinasiya ədədi. Əvvəllər koordinasion birləşmələrdə valentlik münasibətlərini xarakterizə etmək üçün bir ümumi “valentlik” terminindən istifadə edilirdi. O, bir tərəfdən atomlar arasındakı kovalent rabitələrin sayını göstərmək üçün, digər tərəfdən isə oksidləşmə dərəcəsinin sinonimi kimi tətbiq edilirdi. Bu çoxmənalılıq çox zaman bir –birinə zidd fikirlər yaratdığı üçün “valentlik” termini rədd edildi. Məsələn, , , , birləşmələrində metal atomları onları əhatə edən liqandlarla bir neçə kovalent rabitə əmələgətirdiyi halda onlar sıfır valentli hesab edilirdi.Hazırda valentlik münasibəti daha dəqiq koordinasiya ədədi, kovalentlik və oksidləşmə dərəcəsi terminləri ilə xarakterizə olunur. Atomun özünə birləşdirdiyi atom və ya atom qruplarının sayı koordinasiya ədədi adlanır. Koordinasiya ədədi rabitənin tipindən (birqat, ikiqat və ya üçqat), həmçinin rabitənin lokallaşmasından və ya delokallaşmasından asılı deyil. Məsələn, ionlarında borun koordinasiya ədədi 4, karbonunki isə üçdür. Koordinasiya ədədi kompleks əmələgətiricinin (mərkəzi atomun) oksidləşmə dərəcəsindən böyük olur və 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12 koordinasiya ədədi məlumdur. Kompleks birləşmədə mərkəzi metal atomunun koordinasiya ədədi metalın oksidləşmə dərəcəsi ilə əlaqəli deyildir. Mərkəzi ionun oksidləşmə dərəcəsi (elektromənfiliyi) liqandların formal yüklərinin cəmi ilə kompleks hissəciyin (ionun) yükünün fərqinə bərabərdir.

Kompleks birləşmələrin təsnifatı[redaktə | əsas redaktə]

Kompleks birləşmələrin tərkibi, quruluşu və xassələri çox müxtəlif olur. Buna görə də onların təsnifatı müxtəlif əlamətlərə əsasən verilə bilər. Daxili sferanın yükünün xarakterinə görə kompleks birləşmələr üç qrupa ayrılır:

  1. Kation kompleks birləşmələrdə daxili sfera müsbət yüklü olur. Həmin kation müsbət yüklü kompleksəməgətiricidən və polyar molekulalardan təşkil olunur. Məsələn, akva komplekslər və aminatlar – kation komplekslərdir. Liqandları yalnız H2O-dan ibarət olan komplekslər akva komplekslər və ya hidratlar adlanır. ; ; və başqaları akva komplekslərə misal ola bilər. Liqandları dən təşkil olunmuş komplekslər amminatlar (və ya amin komplekslər) adlanır. Məs, ; ; və s.
  2. Anion kompleks birləşmələrdə daxili sfera mənfi yüklü olur. Bu növ kompleks birləşmələrdə kompleksəmələgətirici həm müsbət metal, həm də müsbət qeyri-metal ionları ola bilər. Liqandlar isə, bir qayda olaraq, anionlardan ibarət olur. Məsələn: ; ; ; ; və s.
  3. Neytral kompleks birləşmələr birsferalı komplekslərdir. Liqandların yüklərinin cəmi kompleksəmələgətiricinin yükünə qiymətcə bərabər, işarəcə əks olduqda elektroneytral kompleks əmələ gəlir. Belə komplekslər həm yüksüz, həm də yüklü liqandlar və kompleksəmələgətiricilərdən təşkil oluna bilər. Aşağıdakı komplekslər neytral komplekslərə misal ola bilər. ; ; ;  ;.

Kompleks birləşmələrdə rəngin əmələgəlməsi[redaktə | əsas redaktə]

Kompleks birləşmələrin rəngi liqandın növündən və kompleksəmələgətiricidən asılıdır. Kompelksəmələgətiricinin energetik səviyyəsinin   şaxələnməsi  haqqında təsəvvürlər kompleks  birləşmənin  maqnit xassəsi  ilə yanaşı  onların rəngini –optiki xassələrini izah etməyə imkan  verir. Rəngin  yaranması d-elektronları  ilə sıx  bağlıdır .

Müxtəlif rəngli kompleks birləşmələrin nümünələri
FeII FeIII CoII CuII AlIII CrIII
Hidratlaşmış ion [Fe(H2O)6]2+
Açıq-yaşıl
[Fe(H2O)6]3+
Sarımtıl-qəhvəyi
[Co(H2O)6]2+
Çəhrayı
[Cu(H2O)6]2+
Boz-mavi
[Al(H2O)6]3+
Rengsiz
[Cr(H2O)6]3+
Açıq-yaşıl
OH-, durulaşmış məhlul [Fe(H2O)4(OH)2]
Açıq-yaşıl
[Fe(H2O)3(OH)3]
Qəhvəyi
[Co(H2O)4(OH)2]
Mavi
[Cu(H2O)4(OH)2]
Göy
[Al(H2O)3(OH)3]

[Cr(H2O)3(OH)3]
Yaşıl
OH-, qatılaşmış məhlul [Fe(H2O)4(OH)2]
Açıq-yaşıl
[Fe(H2O)3(OH)3]
Qəhvəyi
|[Co(H2O)4(OH)2]
Mavi
[Cu(H2O)4(OH)2]
Göy
[Al(OH)4]-
Rengsiz
[Cr(OH)6]3-
Açıq-yaşıl
NH3, durulaşmış məhlul [Fe(H2O)4(OH)2]
Açıq-yaşıl<
[Fe(H2O)3(OH)3]
Qəhvəyi
[Co(H2O)4(OH)2]
Mavi
[Cu(H2O)4(OH)2]
Göy
[Al(H2O)3(OH)3]

[Cr(H2O)3(OH)3]
Yaşıl
NH3, qatılaşmış məhlul [Fe(H2O)4(OH)2]
Açıq-yaşıl
[Fe(H2O)3(OH)3]
Qəhvəyi
[Co(NH3)6]2+
Sarı
[Cu(NH3)4(H2O)2]2+|
Tünd -göy
[Al(H2O)3(OH)3]

[Cr(NH3)6]3+
Açıq-yaşıl
CO32- FeCO3
Açıq-yaşıl
[Fe(H2O)3(OH)3]
Qəhvəyi
CoCO3
Çəhrayı
CuCO3
Mavi

Kompleks birləşmələrin adlandırılması[redaktə | əsas redaktə]

Koordinasiya nəzəriyyəsinin kəşfinə qədər kompleks birləşmələrin adlandırılmasında heç bir sistemlik yox idi. Beləki, kompleks birləşmələr onları sintez edən alimin adına və ya rənginə görə adlandırılırdı. Bir çox kompleks birləşmələr hazırki dövrə qədər öz tarixi adını saxlamışdır. Məsələn, Kossun birinci duzu -, Kossun ikinci duzu -, Reyneke duzu –, Fişer duzu –Yaşıl rəngli -kobalttrazeoxlorid, Qırmızı rəngli - -kobaltrozeoxlorid və s. Çox sayda kompleks birləşmələr sintez edildikcə, onların belə adlandırılması qənaətləndirici deyildir. Buna görə də kompleks birləşmələrin adlandırılmasında müəyyən sistematiklik lazım idi. İlk rasional adlandırılma qaydasını koordinasiya nəzəriyyəsinin əsasını qoyan Verner vermişdir. Vernerin təklif etdiyi adlandırılma çox az dəyişikliklərlə hal –hazırda tətbiq edilir. 1953 –cü ildə Beynəlxalq nəzəri və tətbiqi kimyaçılar ittifaqının (İUPAC) qeyri –üzvi birləşmələrin adlandırılması komissiyası tərəfindən qeyri –üzvi birləşmələri adlandırmaq üçün nümunəvi layihə hazırlanmışdır. Bu layihəyə əsaslanaraq qeyri –üzvi, o cümlədən kompleks birləşmələrin milli nomenklaturası yaradıldı və bu Verner nomenklaturasından cüzi fərqlənir.Bütün səmərəli adlandırmada olduğu kimi, kompleks birləşmələrin adlandırılmasında da birinci kation sonra isə anionun adının deyilməsi prinsipi əsas götürülür. Kompleks ionun tərkibinin adlandırılmasında müvafiq qaydalar rəhbər götürülür:

  1. Anion –liqandın adının sonuna “o” şəkilçisi əlavə edilir. (xloro -, sulfato -, oksalato -). Radikal kimi (metil -, fenil -) baxılan liqandın adları müstəsnalıq təşkil edir, olduğu kimi adlanır. Neytral liqandların adına şəkilçi əlavə edilmir. liqandı ammin, –akvo adlanır.
  2. Kompleks ionunun tərkibində bir neçə müxtəlif neytral molekul olarsa, onlar aşağıdakı ardıcıllıqla sadalanır: a) birinci molekulu –ammin deyilir. b) ikinci ammonyakın törəmələri: –hidrazin, –metilamin, –etilamin, –piridin, – etilendiamin və s. deyilir.
  3. Koordinasiya olunmuş qrupların sayı yunanca 1 –mono, 2 –di, 3 –tri, 4 –tetra, 5 –penta, 6 –heksa söz önləri ilə göstərilir. Əgər liqand mürəkkəbdirsə, onda bis -, tris -, tetrakis –sözönlərindən istifadə edilir. Liqandın sayı bir olduqda çox vaxt mono sözü işlədilmir.
  4. Kompleks hissəciyi adlandırarkən birinci növbədə liqand anion, liqand –molekul sadalanır, sonra isə mərkəzi atom deyilir. Kompleks ionun formulunda isə verilmiş ardıcıllıq tərsinə sıra ilə yazılır. İUPAC (İnternational Union of Pure and Chemistry) sisteminə görə mərkəzi atomun oksidləşmə dərəcəsi hissəciyin adından sonra mötərizədə roma rəqəmi ilə işarə edilir.Beləliklə, birləşməsi xloropentaammin kobalt (III) xlorid adlanır. Burada mono –sözönü buraxılmışdır. Əgər kompleks hissəcik anion tiplidirsə, onda onun adının sonuna “at” şəkilçisi əlavə edilir. Məsələn, birləşməsi kalium –tetrasiano nikelat adlanır. Reyneke duzu adlanan birləşməsini ammonium -tetrarodanodiamminxromat (III) adlandırmaq lazımdır. SCN-anion –liqandı kükürd atomu vasitəsilə mərkəzi atoma koordinasiya etdikdə rodanit və ya tiosianat adlanır və formulda məsələn, - kimi göstərilir. Azot atomu ilə koordinasiya edirsə, onda izorodanid (izotiosianat) adlanır və bəzən də təsadüf hallarda formulda kimi göstərilir. İUPAC nomenklaturasında kompleks birləşmələrin çoxsaylı rasional və praktiki adları da mövcuddur. ionunun duzları rənglərinə görə: luteo –duzu, rozeo –duzu, prazeo –duzu və s. adlanır.

İstinadlar[redaktə | əsas redaktə]

1.Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия, 4 –е изд. –М. ; Высщаяшкола, 2002 2.БеркусерИ.Б.Электронное строение и свойства координационных соединений. –Л. ; Химия, 1986 3.Гликина Ф.Б., Ключников Н.Г. Химия комплексных соединений. М. Просвещение, 1967 4.Костромина Н.А., Кумок В.Н., Скорик Н.А. химия координационных соединений. М.; Высщая школа, 1990