Komplexní sloučeniny
Hlavní záložky
1. Charakteristika komplexních sloučenin
Kromě sloučenin obsahujících ryze vazby kovalentní anebo iontové existují rovněž sloučeniny, které obsahují vazbu komplexní. Ta je typická tím, že celý elektronový pár tvořící chemickou vazbu poskytuje jedna částice, jež se nazývá donor (dárce). Valenčním elektronům poskytuje volný (vakantní) orbital druhá z vázaných částic nazývaná akceptor (příjemce).
Komplexní vazba se nachází mezi ligandem (L) a centrálním atomem (M). Ligandy mají buď záporný, anebo žádný náboj (jejich oxidační čísla jsou menší anebo rovny 0), zatímco centrální atom může mít náboj (oxidační číslo) libovolný.
Příklady ligandů: F-, S2-, OH-, SCN-, NO3-, PO43-, H2O či NH3
Příklady centrálních atomů: Cu2+, Al3+, Cr6+, Co, Fe, Cl- či Br-
Centrální atomy se společně s ligandy zapisují do hranaté závorky, na prvním místě se uvádí obsažené centrální atomy následované výčtem ligandů. Víceprvkové ligandy se uzavírají do kulaté závorky.
[Centrální atom (ligand)]
Každý centrální atom má své koordinační číslo, které vyjadřuje celkový počet k němu navázaných ligandů. Koordinační číslo může převyšovat oxidační číslo centrálního atomu.
[Fe(CO)5] – koordinační číslo 5 4
[Co(NH3)2(H2O)4] – koordinační číslo 6 (2+4)
[Cu(NO3)(CN)7] – koordinační číslo 8 (1+7)
4. Názvosloví komplexních sloučenin
Jestliže má centrální atom kladné oxidační číslo, připojujeme k jeho názvu koncovku odpovídající tomuto náboji (-ný, -natý, -itý aj.). V případě nulového oxidačního čísla se název prvku může zachovat a připojit se k názvu ligandu (viz. dále), anebo se k názvu přidá koncovka 2. pádu. Při záporném oxidačním čísle se vždy užívá koncovka –id.
[CoII(Ligand)-II] – Ligandkobaltnatý komplex
[Co0(Ligand)0] – Ligandkobalt anebo Ligand kobaltu
[Co-I(Ligand)-I] – Ligandkobaltid
Každý komplex může obsahovat větší množství ligandů. Poté se zapisují v abecedním pořadí (dle angličtiny – Ch = C) jejích názvů.
| Špatný zápis: | [Cr(SCN)4(NH3)2]- | [CoCl(H2O)5]2+ |
| Správný zápis: | [Cr(NH3)2(SCN)4]- | [Co(H2O)5Cl]2+ |
Jak vyplývá z uvedených příkladů, komplexní sloučeniny nemusí být vždy elektroneutrální částice, ale mohou mít též formu kationtu (kladné částice) či aniontu (záporné částice). Název komplexu se vytváří těmito způsoby: 1. V případě, že je komplexní sloučenina elektroneutrální a má k sobě navázaný cizorodý kation či anion, tak se sloučí název centrálního atomu a ligandů a doplní se názvem zmíněného aniontu či kationtu:
K[Co(CO)4] – Tetrakarbonylkobaltid draselný
H[AuCl4] – Kyselina tetrachloridozlatitá
NO2[PtF6] – Hexafluoridoplatičnan nitrilu
[Pt(NH3)2Cl3]Cl – Chlorid diammin-trichlorido platičitý
[Pb(NH3)4(OH)2]CO3 –Uhličitan tetraammin-dihydroxidoolovičitý
2. V případě nulového oxidačního číslo centrálního atomu i ligandů se název utvoří buď:
a) Utvořením podstatného jména z názvů ligandů a přídavného jména z názvu centrálního atomu s koncovkou 2. pádu:
[Co(CO)5] – Pentakarbonyl kobaltu
[Fe(NO)6] – Hexanitrosyl železa
b) Utvořením postatného jména z názvů ligandů a centrálního atomu:
[Co(CO)5] – Pentakarbonylkobalt
[Fe(NO)6] – Hexanitrosylželezo
3. V případě, že je komplex elektroneutrální a nemá k sobě navázán žádný cizí anion či kation, pak se název vytvoří z podstatného jména komplex a přídavného jména z názvů ligandů a centrálního atomu:
[Co(NO2)3] – Trinitritokobaltitý komplex
[Os(OH)2O2] – Dihydroxido-dioxoosmiový komplex
[Zn(H2O)2Cl2] – Diaqua-dichloridozinečnatý komplex
4. V případě, že je komplex záporný, označí se podstatným jménem anion a doplní přídavným jménem vzniklým spojením názvů ligandů a centrálního atomu:
[Fe(CN)5(NO)]2- – anion pentakyanido-nitrosylželezitanový
[AuCl3(OH)]- – anion trichlorido-hydroxidozlatitanový
5. V případě, že je komplex kladný, označí se podstatným jménem kation a doplní přídavným jménem vzniklým spojením názvů ligandů a centrálního atomu:
[Cr3(CH3COO)6O]+ – kation hexaacetato-oxotrichromitý
[CoI(NH3)5]2+ – kation jodido-pentaamminkobaltitý
5. Výskyt komplexních sloučenin
Komplexní sloučeniny se připravují převážně uměle, avšak můžeme je nalézt i zcela volně v přírodě. Krystalohydráty (hydratované soli), např. modá skalice CuSO4 • 5 H2O jsou ve skutečnosti komplexy – u zmíněného pentahydrátu síranu měďnatého je centrálním atomem kation měďnatý, funkci ligandu mají molekuly vody a síranový anion je cizorodý. Jeho skutečný název je síran pentaaquaměďnatý a vzorec pak [Cu(H2O)5]SO4.
"Ve zkumavce si připravíme 10 % vodný roztok síranu měďnatého (modré skalice) a pomocí pipety k němu přidáme několik kapek čpavkové vody. Pozorujeme, že roztok ztmavl. Příčinou tohoto jevu je skutečnost, že molekuly amoniaku se k atomu mědi vážou silnějí než molekuly vody. Vzniklým komplexem je síran tetraamminměďnatý [Cu(NH3)4]SO4."
Mezi přírodní komplexní sloučeniny řadíme například chlorofyl (zelené rostlinné barvivo) či hemoglobin (červené krevní barvivo).
6. Příklady komplexních sloučenin
Široká škála různých oborů využije komplexní sloučeniny. Aplikují se při výrobě plastů, barviv anebo se užívají v analytické či jaderné chemii. S využitím komplexů lze znehodnotit jedovaté kyanidy či připravit třaskaviny (např. acetylid stříbrný Ag2C2).
"Do vodného 10 % roztoku kyanidu draselného KCN přidáme několik kapek síranu železnatého FeSO4. Vzniká žlutý hexakyanidoželeznatan draselný K4[Fe(CN)6]. Po dvou minutách přidáme k připravenému roztoku kapku koncentrované kyseliny chlorovodíkové. Pozorujeme vylučování berlínské modři, což je triviální název pro hexakyanidoželeznatan železitý Fe4[Fe(CN)6]3. Tímto způsobem jsme znehodnotili prudce jedovatý kyanid."
Dusičnan diamminstříbrný [Ag(NH3)2]NO3 je amoniakální roztok dusičnanu stříbrného využívající se při přípravě třaskavého acetylidu stříbrného Ag2C2 zaváděním ethynu (acetylenu) do něj.
Hexakyanidoželeznatan draselný K4[Fe(CN)6], triviálně žlutá krevní sůl, se připravuje reakcí kyanidu draselného s železnatou solí. Dobře se rozpouští ve vodě, s železitými solemi poskytuje berlínskou modř. Přízvisko ,,krevní‘‘ získal historicky, neboť se původně připravoval tavením uhličitanu draselného K2CO3 s krví (jednalo se o reakci s v ní obsaženými dusíkatými látkami).
Hexakyanidoželezitan draselný K3[Fe(CN)6], triválně červená krevní sůl, je dobře rozpustný ve vodě. Jeho vodný roztok mírně světélkuje (pistáciově). S chlorečnanem draselným ho lze aplikovat při přípravě zápalné šňůry. Jeho reakcí s železnatými solemi vzniká Turnbullova modř (hexakyanidoželezitan železnatý Fe3[Fe(CN)6]2.
Hydroxid tetraamminměďnatý [Cu(NH3)4](OH)2, triviálně činidlo Schweizerovo, je dobrým rozpouštědlem celulosy, což umožňuje jeho využití při výrobě hedvábí.
