Kompleksni spojevi

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Cisplatin, PtCl2(NH3)2. Atom sa četiri liganda.
Kompleksni ion s 6 liganda
Molekula EDTA u kompleksnom ionu s metalom

Kompleksni ili složeni spojevi su najčešće ionski spojevi odnosno kompleksne soli (kristali ili otopine)[1], zato je bolje govoriti o kompleksnim ionima.

Kompleksni ion građen je od središnjeg iona (kationa) koji je okružen određenim brojem atomskih skupina (molekula ili iona) koje nazivamo ligandi. Broj liganda je najčešće 2, 4, 6 ili 8 (koordinacijski broj). Središnji ion obično dolazi od nekog prijelaznog metala (Cr, Ni, Co, Fe, Pd, Pt), dok su ligandi najčešće anioni (F, Cl, CN, OH, NO2) i male molekule (NH3, CO, H2O, NO), a rjeđe kationi. Umjesto više malih mmolekula (iona) ulogu liganda može preuzeti samo jedna veća molekula.

Između središnjeg iona i liganda nastaje posebna kemijska veza koju nazivamo koordinacijska veza zbog pravilnog rasporeda liganda oko središnjeg iona. Veza ima određeni kovalentni karakter ali se i razlikuje od nje. Umjesto zajedničkog elektronskog para u koji obje strane daju po jedan elektron, ligandi raspolažu s vlastitim nepodijeljenim elektronskim parom koji jednostrano ulažu u vezu sa središnjim ionom zbog međusobne elektrostatske privlačnosti. Time središnji ion elektronima popunjava prazne elektronske orbitale, postiže stabilniju elektronsku konfiguraciju i time nižu energiju.

Osnovnu teoriju kompleksnih spojeva postavio je švicarski kemičar Alfred Werner, davne 1898. g., koja uz stanovite preinake još i danas vrijedi.

Struktura kompleksnih spojeva[uredi VE | uredi]

Kemijski spojevi nastaju povezivanjem atoma koji teže ostvariti elektronsku konfiguraciju najbližega plemenitog plina. Ioni prijelaznih metala nemaju elektronsku konfiguraciju plemenitog plina pa je ostvaruju vezivanjem s ionima ili molekulama koje imaju nepodijeljen elektronski par. Ioni prijelaznih metala nazivaju se središnji ioni, a ioni i molekule koji okružuju središnji ion su ligandi (lat. ligare znači vezati). Veza između središnjeg atoma i liganda uglavnom je kovalentna ili donorsko-akceptorska (lat. donare znači darovati a acceptare znači primati). Središnji ion je pozitivna čestica velike ionizacijske energije. To mogu biti svi elementi platinske skupine, podskupine željeza (kobalt i nikal), bakra, (srebro i zlato), cinka (kadmij i živa) i dr., a također i nemetali, npr. bor, silicij, fosfor, dušik i dr. Ligandi ili adendi (lat. addendus znači onaj koji se pribraja) mogu biti ioni sa slobodnim elektronskim parom, primjer F-, Cl-, I-, OH-, CN- i dr., ili molekule koje imaju nepodijeljen par elektrona i izražen polarni karakter, npr. H2O, NH3, NO, CO i dr. Broj iona ili molekula vezanih oko središnjeg iona u kompleksu zove se koordinacijski broj i može biti paran ili neparan. Koordinacijski broj ovisi o veličini (promjeru) središnjeg atoma. Ako je središnji ion veći, oko njega će se smjestiti više manjih liganada. Broj liganada ovisi i o elektronegativnosti središnjeg iona i donorskim osobinama liganda. Ligandi su razmješteni u prostoru oko središnjeg iona na različite načine. Geometrijska tijela koja pokazuju razmještaj nazivaju se koordinacijski poliedri.

Ako je središnji metalni ion koordiniran s:

  • Dva liganda, tada oni leže u istoj ravnini.
  • Četiri liganda, tada su oni raspoređeni na vrhovima kvadrata (planarni raspored), a središnji je ion u sredini i u istoj ravnini s ligandima.
  • Ako je raspored liganada tetraedarski (piramida), središnji je ion u sredini, a ligandi na vrhovima
  • Najčešći koordinacijski poliedar za koordinacijue šest jest oktaedar (grč. okto znači osam, a hedra znači ploha.)
  • Ako je koordinacijski broj osam, ligandi su na vrhovima dodekaedra.


Neki ligandi koji su ioni, na primjer Cl-, I-, CO3(2-) ili molekule, na primjer NH3, H2O, daju jedan par elektrona u nepopunjenu ljusku metalnog iona. Mogu zaposjesti samo jedan vrh koordinacijskog poliedra te se nazivaju monodentatni ligandi (lat. dens znači zub). Ligandi koji mogu dati više elektronskih parova i zaposjesti više vrhova koordinacijskog poliedra zovu se polidentatni ili kelati (grč. chelae znači kliješta raka)

Nastanak i građa kompleksnog iona mogu se objasniti na primjeru cinka, koji tvori kompleksni ion [Zn(NH3)4]2+. Redni broj cinka je 30. Ion cinka, Zn2+ ima 28 elektrona. Središnji atom teži postići konfiguraciju plemenitog plina kriptona rednog broja 36. U kompleksnom spoju cink prima četiri liganda (molekule amonijaka), s kojima dijeli četiri para elektrona. Ukupno cink ima 28 više 8, tj. 36 elektrona, a to je stabilna konfiguracija plina kriptona.

Primjer (reakcija je reverzibilna): Zn2+ + 4NH3 -> [Zn(NH3)4]2+ U ovom je slučaju Zn središnji ion, (NH3) je ligand, a broj četiri (4).

Kompleksni spojevi u određenim uvjetima ulaze u reakciju zamjene ili supstitucije liganada drugom vrstom te nastaju tzv. mješoviti kompleksi.

Izvori[uredi VE | uredi]

  • Banović, Mara. Analitička kemija, 2.izd., Školska knjiga, Zagreb, 1999.
    • [1] Hrvatska enciklopedija, Kompleksni spojevi