Комплекстік қосылыстар. Тотығу-тотықсыздану реакциялары. Электродтық потенциалдар

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Февраля 2013 в 17:01, лекция

Описание работы

Комплексті қосылыстар олардың биологиялық маңызы.
Координациялық теорияның маңызы.
Комплексті қосылыстардағы химиялық байланыстардың табиғаты.
Комплексті қосылыстардың жіктелуі, изомериясы және номенклатурасы.
Комплексті қосылыстардың ерітінділердегі тепе-теңдігі.
Комплексті қосылыстардың медициналы- биологиялық маңызы.
Металды ферменттер, олардың ферменттік катализдегі ролі.

Файлы: 1 файл

2.doc

— 101.50 Кб (Скачать файл)

                                                                 Ф КГМУ 4/3-04/02

ИП №6 УМС при КазГМА

                                                                           от 14 июня 2007 г.

 

Қарағанды мемлекеттік  медицина университеті

 

 

Химия курсымен фармацевтикалық пәндер кафедрасы

 

 

ДӘРІС

 

Тақырыбы: «Комплекстік қосылыстар. Тотығу-тотықсыздану реакциялары. Электродтық потенциалдар».

 

Пән: Химия

 

Мамандық: 5В130200 Стоматология

 

Курс: 1

 

Уақыт (ұзақтығы): 50 минут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қарағанды 2011

Кафедра мәжілісінде талқыланып және бекітілген

29.08.2011ж      № 1 Хаттама

Курсқа жауапты х.ғ.к. ________________ Власова Л.М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тақырыбы: Комплекстік қосылыстар. Тотығу-тотықсыздану реакциялары. Электродтық потенциалдар.

 

Мақсаты: Комплексті қосылыстар туралы түсінікті қалыптастыру. Жанды ағзаларда тотығу- тотықсыздану процесстерінің маңызын сипаттау. Электродтық потенциалдар және тотығу- тотықсыздану реакциялары жөнінде ұғым қалыптастыру.

 

Дәріс  жоспары:

  1. Комплексті қосылыстар олардың биологиялық маңызы.
  2. Координациялық теорияның маңызы.
  3. Комплексті қосылыстардағы химиялық байланыстардың табиғаты.
  4. Комплексті қосылыстардың жіктелуі, изомериясы және номенклатурасы.
  5. Комплексті қосылыстардың ерітінділердегі тепе-теңдігі.
  6. Комплексті қосылыстардың медициналы- биологиялық маңызы.
  7. Металды ферменттер, олардың ферменттік катализдегі ролі.

 

Дәріс тезистері:

 

Комплексті қосылыстар.комплексті қосылыстар, олардың биологиялық  маңызы.

Комплексті қосылыстар дегеніміз  құрамында комплексті иондары бар, тотығу дәрежесі белгілі орталық атомы иондармен немесе молекулалармен байланысқан күрделі химиялық заттар. Мысалы: K3 [Fe(CN)6], [Zn(NH3)4]Cl2, [Pt(NH3)2Cl2]. Олардың судағы ерітінділері иондарға диссоциацияланады, мысалы:

K3 [Fe(CN)6]  3K +  [Fe(CN)6]3-


 

[Fe(CN)6]3-  Fe3+ + 6CN-


 

[Zn(NH3)4]Cl2  [Zn(NH3)4]2+ + 2Cl-


 

[Zn(NH3)4]2+  Zn2+ + 4NH3


 

Тіршілік үшін қажетті көптеген элементтер (Fe, Co, Mn, Cu, Mo, Zn) организмде биокомплекстер түрінде кездеседі. Көптеген биокомплекстер, мысалы, витамин В12, гемоглобин, хлорофилл, тағы басқалары физиологиялық және биохимиялық процестерде маңызды роль атқарады.

Координациялық теорияның маңызы.

Швейцария ғалымы А.Вернер комплексті қосылыстардың құрылысы мен қасиеттерін түсіндіретін координациялық, яғни металл иондарын қоршаған атомдар мен молекулалардың кеңістікте орналасуын сипаттайтын теорияны ұсынды. Координациялық теорияның негізгі қағидалары мынадай:

    1. комплексті қосылыстардың орталық ионы – комплекс түзуші ион оң зарядталған ион болып келеді, көбіне олардың ролін металл иондары атқарады.
    2. комплекс түзуші ионның айналасында лигандлар орналасады, олардың ролін теріс зарядталған аниондар немесе электрбейтарап молекулалар атқарады.
    3. лигандалардың жалпы саны бойынша комплекс түзушінің координациялық саны анықталады.
    4. комплекс түзуші ион мен лигандалар комплексті қосылыстың ішкі сферасын құрайды.
    5. ішкі сфераның сыртында орналасқан иондар сыртқы сфераны түзеді, мысалы:

K3 [Fe(CN)6]                 [Zn(NH3)4]Cl2        


 

    сыртқы   ішкі сфера        ішкі сфера      сыртқы

 

Комплексті қосылыстың формуласын құру үшін комплекс түзушінің дәрежесін, лиганданың зарядын, координациялық санды және сыртқы сферадағыионның зарядын дұрыс анықтай біду керек. Негізгі комплекс түзуші иондарға Д.И.Менделеев кестесінің қосымша топшаларында орналасқан d-элементтердің иондары жатады. Мысалы: Ag-, Au, Cu-, Cu2-, Hg2+, Co2+, Co3-, Zn2-, Fe2-, Fe3+, Ni2-, Pt2-, Pt4-. Сол сияқты s- элементтердің ішінде сілтлік металдардан Li. Жер- сілтілік металдардан Be2- және p-элементтерден Al3- иондарын жатқызуға болады. Бейметалдарға, оның ішінде p-элементтерге жататын Si4- ионы да комплекс түзу қабылетін көрсетеді. Мысалы: [Li(H2O)3]ClO4, K2[BeF4], K3[AlF6], H2[SiF6].

Маңызды линагдларға бейтарап молекулалардың ішінде H2O, NH3, NО, СО, N2H4. Ал иондардың арасында CN-, NО2, Cl-, Br, OH-, S2O32-, CO32-, I, F жатады. Егер комплексті ионның заряды оң болса, сыртқы сферада аниондар, ал комплексті ионның заряды теріс болса, сыртқы сферада катиондар орналасады.

Мысалы:

K3 [Fe(CN)6]  3K +  [Fe(CN)6]3-


             Сыртқы сфера           ішкі сфера

 

 

[Zn(NH3)4]Cl2  [Zn(NH3)4]2+ + 2Cl-


                                                       Ішкі сфера       сыртқы сфера

 

Лигандлардың ішкі сфера бір немесе бірнеше орын алулары мүмкін, яғни орталық атоммен бір немесе бірнеше атом арқылы байланысады. Осыған байланысты олар моно-, ди- және полидентантты болып бөлінеді. Монодентантты лигандларға Cl-, F-, OH- иондары және  H2O, NH3, СО молекулалары жатады.

 

Мысалы:  2+

[Cu(NH3)4]2+          H3N                                       NH3


                                                                      

                                                   Cu

 


                               H3N                          NH3

 

 

Бидентантты лигандларға, мысалы, этилендиамин (қысқаша еn)

H2 N- CH-2-CH2-NH молекуласын, CO32- , SO42- - иондарын жатқызуға болады. Мысалы:

                                                                                 2+


[Cu(en)2]2+             H2 C-N                    N- CH2


 


                                                                           Cu



                               H2 C-N                    N- CH2

 

 

 

 

Этилендиаммитөртсірке қышқылының қалдығы төтдентантты лиганд болып есептеледі.

 

                                     Pb


    OOCH2C                                         CH2COOH


 

                           N-CH2- CH2-N


 

    HOOCH2C                                      CH2COO¯¯¯¯

 

Құрамында би немесе полидентантты  линадлары бар комплекстер хелаттар деп аталады. Хелаттарда лигандлар комплекс түзуші ионды айнала қоршап, шаян тәріздес болып орналасады. Мысалы:

 [Fe(C2O4)3]3-         [Pt(En)3]4-

 

Хелаттар тобына орталық  атомы циклдың құрамына лигандлармен әр-түрлі коваленттік байланыстар түзетін ішкікомплексті қосылыстар жатады. Мысалы:

 

H2C- H2N                         NH2 - CH2



                                     Cu


O= C – O                       O – C = O

 

Кейбір  комплекс түзуші иондардың координациялық сандары мынадай болып келеді:

Cu+, Ag+, Au+ - 2

Cu2+, Hg2+, Au3+, Co2+, Pb2+, Pt2+, Pd2+, Zn2+ - 4

Fe3+, Fe2+, Cr3+, Co3+, Ni2+, Al3+, Pt4+, Pd4+ – 6

Ca2+, Sr2+, Ba2+  - 8

Комплексті қосылыстардағы химиялық байланыстардың табиғаты

Вернер теориясы координациялық байланыстың механизмін түсіндіре алмайды, сондықтан да қазіргі кезде комплексті қосылыстардағы байланыстарды түсіндіру үшін үш теория қолданылады:

  1. кристалдық өріс теориясы
  2. молекулалық орбитальдар теориясы
  3. валенттілік байланыстар теориясы
    1. Кристалдық өріс теориясы комплекс түзуші мен лигандлардың арасында электростатикалық әрекеттесу, яғни иондық байлныс болады деп жорамалдайды. Бұл теория бойынша лигандлар (теріс зарядталған иондар немесе дипольдық молекулалар) орталық ионның айналасында электр өрісін туғызады. Кристалдық өріс теориясының қарапайым иондық теориядан айырмашылығы ол комплекс түзушінің энергетикалық күйіне лигандлардың электростатикалық өрісі жасайтын әсерді есепке алады.
    1. Молекулалық орбитальдар теориясы комплекс түзуші мен лигандлардың құрылымын біртұтас комплекстер түрінде қарастырады.
    2. Валенттік байланыстар теориясы бойынша комплекс түзуші мен лигандлардың арасындағы донорлы-акцепторлық әрекеттесудің нәтижесінде түзіледі. Мысалы:

 

  1. [Zn(NH3)4]2+-ионы былай пайда болады:

                                                                           4s      4p

Zn -2e→Zn2+    …3d104s2 -2e→….3d104s0 …  


 

 

 

2+

 

Zn2+ + 4: NH3          H3N                                       NH3


акцептор     донор                                                                          

                                                          Zn


 

                                        H3N                          NH

 

2. [Fe(CN)6]4-    Fe -2e→ Fe2+  …3d64s2 -2e→…3d64s0

Fe2+:   4p


                           CN     4-


                                                                     NC             CN


                                                        Fe 

             NC              CN


   Fe2++ 6 C ≡ N: →                       CN         

Акцептор       донор

 

Комплексті қосылыстардың жіктелуі.

Изомериясы және номенклатурасы.

Зарядтарына байланысты комплексті қосылыстар катиондық, аниондық және нейтралды болып бөлінеді. Катиондық комплекстерде комплексті ионның заряды оң болады. Мысалы:

[Al(OH2)6]Cl3  [Al(OH2)6]3+ + 3Cl-


 

[Zn(NH3)4]Cl2  [Zn(NH3)4]2+ + 2Cl-


 

Аниондық комплекстерде комплексті ионның заряды теріс болады. Мысалы:

K2[BeF4]  2K+ + [BeF4]2-



         K[Al(OH)4]  K+ +[Al(OH)4]


Нейтралды комплекстердегі комплексті ионда зряд болмайды. Мысалы.

[Pt(NH3)3Cl]Cl т.б.

Комплексті қосылыстарда геометриялық, координациялық, ионизацияланған т.б. изомерия түрлері жиі кездеседі. Геометриялық (цис-транс) изомерия лигандлары әр текті болып келген комплекстерде орын алады. Мысалы: [Pt(NH3)2Cl4];

 

                                                   Cl       

                                                                     Cl               NH3


                                                        Pt 

                              


                                              Cl                 NH3

                                              Cl       

                                                  Цис

 

 

                                               Сl

                                          NH3                         Cl                                                          


                                                        Pt 

                              


                                              Cl                 NH3

                                              Cl       

                                                  Транс

Координациялық изомерияда екі түрлі лигандлар екі түрлі  комплекс түзушілердің айналасында шоғырланған. Мысалы:

Информация о работе Комплекстік қосылыстар. Тотығу-тотықсыздану реакциялары. Электродтық потенциалдар