Komplexní sloučenina

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Komplexní sloučenina (nebo také koordinační sloučenina) je chemická sloučenina, která obsahuje alespoň jednu koordinačně-kovalentní vazbu. Často se jedná o sloučeniny přechodných kovů s Lewisovými bázemi. Obor chemie, který se zabývá těmito sloučeninami, se nazývá koordinační chemie.

Obsah

1 Historie
2 Druhy kovových komplexů
3 Struktura komplexních sloučenin
- 3.1 Geometrie
- 3.2 Izomerie
4 Podívejte se také na

[editovat] Historie

Komplexní sloučeniny jsou známé již od počátků chemie, např. pruská modř. Jejich struktura byla, ale dlouhou dobu neznámá. Zásadní objevy v této oblasti učinil Alfred Werner, který byl za práci v této oblasti oceněn Nobelovou cenou za chemii (1913).

[editovat] Druhy kovových komplexů

Klasické komplexy (Wernerovy komplexy) – ligandy jsou vázány ke kovu pomocí volného elektronového páru. Mezi typické ligandy patří H₂O, NH₃, Cl⁻, atd. Jde např. o [Co(NH₃)₆]Cl₃
Organokovové komplexy – jako ligandy zde vystupují organické sloučeniny, např. alkany, alkeny, fosfiny, atd. Jde např. o ferrocen.
Bioanorganické komplexy – ligandy pocházejí z biologických systémů a obsahují, např. řetězce aminokyselin nebo porfyriny. Jde např. o hemoglobin.
Klastry – tyto sloučeniny obsahují více atomů kovu, které jsou vázany přímou vazbou kov–kov. Jde např. o Ru₃(CO)₁₂.

[editovat] Struktura komplexních sloučenin

[editovat] Geometrie

Pro určení struktury koordinační sloučeniny je důležitá znalost koordinačního čísla, což je počet σ vazeb mezi centrálním atomem a ligandy. Toto číslo odpovídá počtu ligandů pouze v případě jednovazných (monodentátních) ligandů. Hodnota koordinačního čísla běžných komplexů se pohybuje mezi dvěma a devíti, ale např. u lanthanoidů můžeme pozorovat i vyšší koordinační čísla. Maximální koordinační číslo je dáno elektronovou konfigurací centrálního atomu a poměrem velikostí ligandu a centrálního atomu.

Koordinační číslo	Geometrie komplexu	Koordinační číslo	Geometrie komplexu
2	Lineární nebo lomený	6	Oktaedr nebo trigonální prisma
3	Trigonálně planární	7	Pentagonální bipyramida
4	Tetraedr	8	Čtvercové antiprisma
5	Pentagonální bipyramida	9	Trigonální prisma doplněné o tři vrcholy

Díky elektronovým efektům jako je Jahn-Tellerův efekt jsou některá geometrická uspořádání stabilnější než jejich alternativy, např. pro některé sloučeniny je trigonální prisma výhodnější než oktaedrická struktura.

[editovat] Izomerie

U komplexních sloučenin je izomerie velmi častým jevem. Můžeme rozlišit několik typů tohoto jevu:

Stereoizomerie – izomery se liší pouze vzájemnou orientací vazeb.
- Geometrická izomerie – vzniká u komplexů, jejichž koordinační číslo je větší než tři. V případě koordinačního čísla čtyři a čtvercového uspořádání pozorujeme cis/trans izomerii. U oktaedrických komplexů můžeme nalézt cis/trans a fac/mer izomerii.
- Optická izomerie - vykazují ji opticky aktivní látky. Jeden izomer je zrcadlovým odrazem druhého. Tyto látky stáčejí rovinu polarizovaného světla.
Vazebná izomerie – izomery se liší donorovým atomem ligandu. Například ligand SCN může jako donorový atom poskytnou síru i dusík.
Koordinační izomerie – tento typ izomerie je specifocký pro koordinační sloučeniny. Izomery se liší celkovým uspořádáním komplexních částic. Např. tetrachloroplatnatan tetraammiměďnatý [Cu(NH₃)₄][PtCl₄] a tetrachloroměďnatan tetraammiplatnatý [Pt(NH₃)₄][CuCl₄].
Ionizační izomerie – izomery se liší uspořádáním ligandů ve vnější a vnitřní koordinační sféře. Např. bromid tetraamin-dichloroplatičitý [Pt(NH₃)₄Cl₂]Br₂ a chlorid tetraamin-dibromoplatičitý [Pt(NH₃)₄Br₂]Cl₂.
Solvatační izomerie – nastává pokud molekuly rozpouštědla nahradí ligandy vnitřní koordinační sféry. Např. chlorid hexaaquachromitý [Cr(H₂O)₆]Cl₃, monohydrát chloridu pentaaqua-chlorochromitého [Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂·H₂O a dihydrát chloridu tetraaqua-dichlorochromitého [Cr(H₂O)₄Cl₂]Cl·2H₂O.