МЕББМ « Қ АЗА Қ СТАН- РЕСЕЙ МЕДИЦИНАЛЫ Қ УНИВЕРСИТЕТІ» НУО «КАЗАХСТАНСКО- РОССИЙСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Природа химической связи. Комплексные соединения. Медико-биологическая роль комплексных соединений. Выполнила: Камалиева М.Ф. Гр.109 б Приняла: Сычева Е.С. Алматы 2015

Содержание Комплексные соединения Их состав Лиганды Виды химической связи в комплексных соединениях Основные типы комплексных соединений Медико-биологическая роль комплексных соединений

Комплексные соединения Составляют наиболее обширный и разнообразный класс неорганических веществ. К ним принадлежат также многие элементоорганические соединения, связующие воедино раннее разобщенные неорганическую и органическую химию. Многие комплексные соединения- витамин В12, гемоглобин, хлорофилл и др.- играют большую роль в физиологических и биохимических процессах.

Комплексные соединения Усложненные группировки атомов, состоящие из типичных (ординарных) группировок атомов, которые в определенной степени сохраняют свою индивидуальность и в то же время достаточно сильно взаимодействуют между собой. Комплексообразование- взаимная координация взаимодействующих частиц. Fe(CN) 3 +3KCN=K 3 [Fe(CN) 6 ]

Состав комплексных соединений В 1893 г. А.Вернер ввел основополагающие представления о свойствах и строении К.С.: «в молекуле любого комплексного соединения один из ионов, обычно (+)заряженный, занимает центральное место и называется комплексообразователем или центральным ионом. Вокруг него в непосредственной близости расположено некоторое число (-) заряженных ионов, называемых лигандами и образующих внутреннюю координационную сферу соединения. Остальные ионы, не разместившиеся во внутренней сфере, находятся на более далеком расстоянии от центрального иона, составляя внешнюю координационную сферу. Число лигандов, окружающих центральный ион, называется координационным числом.

Состав комплексных соединений

Внутренняя сфера комплекса в значительной степени сохраняет стабильность при растворении. Ее границы показывают квадратными скобками. Ионы, находящиеся во внешней сфере, в растворах легко отщепляются. Координационная формула комплексной соли состава PtCl 4 *2KCl такова: K 2 [PtCl 6 ], здесь внутренняя сфера состоит из центрального атома платины в степени окисления +4 и хлорид-ионов, а ионы калия находятся во внешней сфере.

Вид химической связи в к.с. Электростатические представления Комплексообразователь и лиганды рассматриваются как заряженные недеформируемые шары определенных размеров. Их взаимодействие учитывается по закону Кулона, химическая связь считается ионной. С увеличением заряда центрального иона прочность к.с. увеличивается, увеличение его радиуса вызывает уменьшение прочности комплекса, но приводит к увеличению координационного числа. С увеличением размеров и заряда лигандов координационное число и устойчивость комплекса уменьшаются.

Теория кристаллического поля Лиганды создают равномерное сферическое электростатическое поле, в центре которого находится центральный ион. Энергия d-орбиталей за счет отталкивающего действия лигандов возрастает на одинаковую величину, но в действительности, если орбиталь расположена близко к лиганду, энергия занимающего ее электрона возрастает более значительно, чем в том случае, когда орбиталь удалена от легенда.

Состояние d-орбиталей центрального иона. В свободном ионе электроны, находящиеся на каждой из пяти d-орбиталей, обладают одинаковой энергией

Метод валентных связей Химические связи, возникающие при комплексообразовании имеют донорно- акцепторное происхождение, т.е образуется за счет неподеленной электронной пары одного из взаимодействующих атомов и свободной орбитали другого атома.

Основные типы комплексных соединений. Однородные комплексные соединения. Аммиакаты - комплексы, в которых лигандами служат молекулы аммиака, например: [Cu(NH3)4]SO4, [Co(NH3)6]Cl3, [Pt(NH3)6]Cl4. Известны комплексы, аналогичные аммиакатам, в которых роль лиганда выполняют молекулы аминов: CH3NH2 (метиламин), C2H5NH2 (этиламин), NH2CH2CH2NH2 (этилендиамин, условно обозначаемый En) и др. Такие комплексы называют аминатами.

Аквакомплексы – комплексы, в которых лигандом выступает вода: [Со(Н2О)6]С12, [А1(Н2О)6]С13, и др. Находящиеся в водном растворе гидратированные катионы содержат в качестве центрального звена аквакомплекс. В кристаллическом состоянии некоторые из аквакомплексов удерживают и кристаллизационную воду, например: [Cu(H2O)4]SO4·H2O, Fe(H2O)6]SO4·H:O. Кристаллизационная вода не входит в состав внутренней сферы, она связана менее прочно, чем координированная, и легче отдается при нагревании.

Ацидокомплексы. В этих комплексах лигандами являются анионы. К ним относятся комплексы типа двойных солей, например: K2[PtCl4], K4[Fe(CN)6] (их можно представить как продукт сочетания двух солей - PtCl4·2KCl, Fe(CN)2·4KCN и т. д.), комплексные кислоты - H2[SiF6], Н2[СоС14], гидроксокомплексы - Na2[Sn(OH)4], Na2[Sn(OH)6] и др.

Гидроксокомплексы – это комплексные анионы, в которых лигандами являются гидроксид-ионы OH–. Комплексообразователями являются металлы, склонные к проявлению амфотерных свойств – Be, Zn, Al, Cr. Например: Na[Al(OH)4], Ba[Zn(OH)4].

Циклические, или хелатные (клешневидные), комплексные соединения. Они содержат би- или полидентатный лиганд, который как бы захватывает центральный атом подобно клешням рака: В этих комплексах символом М обозначен атом металла, а стрелкой - донорно-акцепторная связь. Примерами таких комплексов служат оксалатный комплекс железа (III) [Fe(C2O4)3]3- и этилендиаминовый комплекс платины (IV) - [PtEn3]4+. К группе хелатов относятся и внутрикомплексные соединения, в которых центральный атом входит в состав цикла, образуя ковалентные связи с лигандами разными способами: донорно-акцепторным и за счет неспаренных атомных электронов.

Комплексы такого рода весьма характерны для аминокарбоновых кислот. Простейший их представитель - аминоуксусная кислота (глицин) NH2CH2COOH - образует хелаты с ионами Cu2+, Pt2+, Rh3+, например:

Медико-биологическая роль комплексных соединений Большое значение комплексы имеют в качестве переносчиков ионов щелочных металлов через клеточную мембрану, что важно для регулирования биохимических процессов. Так, гемоглобин состоит из комплекса- гема, связанного с белком- глобином. В геме центральным ионом является ион Fe² ˖, вокруг которого координированы 4 атома азота, принадлежащие к сложному лиганду с циклическими группировками. Хлорофилл в качестве центрального иона содержит Mg² ˖

Медико-биологическая роль комплексных соединений Комплексные соединения имеют исключительно большое значение в природе. Достаточно сказать, что почти все ферменты, многие гормоны, лекарства, биологически активные вещества представляют собой комплексные соединения.