Классификация координационных соединений

Координационные соединения исключительно разнообразны, а число их теоретически бесконечно велико. Действительно, способность к комплексообразованию присуща почти всем химическим элементам, а в качестве лигандов могут выступать как неорганические, так и органические молекулы и ионы. В результате число возможных координационных соединений многократно больше числа простых органических и неорганических соединений. Многообразие координационных соединений требует четкой классификации этих химических объектов.

Существует несколько систем классификации координационных соединений, отличающихся по тому, какой признак положен в основу классификации. Важнейшими классификационными признаками являются:

Заряд комплекса. По этому признаку координационные соединения делятся на 4 группы:

1. Координационные соединения - неэлектролиты. Внутренняя (координационная) сфера соединений данного типа не имеет заряда, внешнесферные ионы отсутствуют. Примером подобных соединений могут служить [Pt(NH₃)₂Cl₂] и [Co(NH₃)₃(CN)₃].

2. Катионные комплексы. В состав соединения входит комплексный катион, заряд которого компенсируется простыми внешнесферными анионами. Примером таких соединений могут служить [Co(NH₃)₆]Cl₃ и [Cr(NH₃)₆]Br₃.

3. Анионные комплексы. Соединение состоит из комплексного аниона и простых внешнесферных катионов. Например, K₃[Fe(CN)₆] и K₂[HgI₄].

4. Катионно-анионные координационные соединения. И катион, и анион соединения являются комплексными ионами. Ннапример, [Cu(NH₃)₄][PtCl₄] и [Cr(H₂O)₆][Co(CN)₆].

Число центральных атомов (ядерность). Соединения подразделяются на группы по числу центров координации. Различают:

1. Моноядерные комплексы. Внутренняя сфера имеет один центр координации. Например, [Fe(CO)₅] или [Ni(NH₃)₆]Br₂.

2. Биядерные комплексы. Внутренняя сфера имеет два центральных атома, например, [Mn₂(CO)₁₀] или [(NH₃)₄Co(OH)₂Co(NH₃)₄](SO₄)₂.

3. Полиядерные комплексы. Имеют более двух центров координации, например, [Со₄(СО)₁₂].

Комплексы, в которых реализуются ковалентные связи металл-металл, называются кластерами. Так, в комплексе [Re₂Cl₈]^2- атомы рения связаны между собой четырехкратной связью:

Природа лигандов. Центральные атомы координационных соединений могут координировать как одинаковые лиганды (гомолигандные комплексы), так и лиганды различные (гетеролигандные комплексы). Гомолигандые комплексы в зависимости от природы лиганда подразделяются на ряд типов. Важнейшими из них являются:

1. Аквакомплексы. Лигандами являются молекулы воды, например, [Al(H₂O)₆]Cl₃ и [Be(H₂O)₄]SO₄.

2. Амминокомплексы (аммиакаты). Функцию лиганда выполняют молекулы аммиака. Например, [Co(NH₃)₆]Cl₃, [Cu(NH₃)₄](OH)₂.

3. Гидроксокомплексы. Центральный атом координирует гидроксид-анион, например, Na₃[Al(OH)₆], K₂[Be(OH)₄].

4. Ацидокомплексы. Содержат в качестве лигандов анионы кислотных остатков. Например, K₃[Fe(CN)₆], Na₃[AlF₆].

5. Комплексные гидриды. Лиганд - отрицательный ион водорода. Примером гидридных комплексов могут служить гидридоалюминаты (Li[AlH₄]) и гидридобораты (K[BH₄]).

6. Карбонилы. Координационные соединения, в которых роль лигандов выполняют молекулы оксида углерода(II). Например, [Ni(CO)₄], [Fe₂(CO)₉], [Fe₃(CO)₁₂].

7. Хелаты - координационные соединения, содержащие во внутренней координационной сфере циклы, включающие центральный атом. Хелаты образуют только бидентатные и полидентатные лиганды. Например, хелатом является комплекс меди с этилендиамином, содержащий два пятичленных цикла, включающих катион металла: