Денес работев на овој осветлен преглед. Ако некому му е од корист, ќе ми биде драго. Ако некој не разбира, во ред е.

Амонијакот се сложени соединенија во кои функциите на лигандите ги извршуваат молекулите на амонијак NH 3 . Попрецизно име за комплекси кои содржат амонијак во внатрешната сфера е амини; сепак, молекулите на NH 3 можат да се лоцираат не само во внатрешната, туку и во надворешната сфера на соединението на амонијак.

Амониумовите соли и соединенијата на амонијак обично се сметаат за два вида сложени соединенија кои се слични по состав и многу својства, првите се амонијак со киселини, вторите се амонијак со соли на претежно тешки метали.

Комплексите на амонијак обично се добиваат со реакција на метални соли или хидроксиди со амонијак во воден или неводени раствори, или со третирање на истите соли во кристална состојба амонијак гас: На пример, комплексот на амонијак на бакар се формира како резултат на реакцијата:

Cu 2+ + 4NН 3 → 2+

Воспоставена е хемиската врска помеѓу молекулите на амонијак и комплексниот агенс преку атом на азот, кој служи како донатор осамен пар електрони.

Формирањето на амино комплекси во водени раствори се случува преку секвенцијално замена на молекулите на водатаво внатрешната сфера на аква комплекси на молекулите на амонијак:

2+ + NH 3. H2O2+ + 2 H2O;

2+ + NH 3. H2O2+ + 2H 2 O

Не треба да заборавиме на интеракцијата на амонијакот со солениот анјон. Реакцијата на формирање на бакар тетраамониум од бакар сулфат и воден раствор на амонијак е како што следува:

CuSO 4 + 2NH 3 + 2H 2 O = Cu(OH) 2 + (NH 4) 2 SO 4

Cu(OH) 2 + 4NH 3 = (OH) 2

Друго име за добиеното соединение е Швајцеров реагенс; во својата чиста форма, тоа е експлозивно соединение, често се користи како растворувач на целулоза и во производството на бакар-амониумски влакна.

Најстабилни меѓу комплексите на амонијак:

3+ (b 6 = 1,6 . 10 35),

-[Cu(NH 3) 4 ] 2+ (b 4 = 7,9. 10 12),

2+ (b 4 = 4,2. 10 9) и некои други.

Амонијакот се уништува со секое влијание што ја отстранува (со загревање) или уништува (со дејство на оксидирачки агенс) молекулата амонијак, го претвораат амонијакот во кисела средина во амониум катјон (амониумскиот катјон не содржи единствени парови електрони и затоа не може да дејствува како лиганд), или го врзуваат централниот атомкомплекс, на пример, во форма на малку растворлив талог:

Cl 2 = NiCl 2 + 6 NH 3 ( G)

SO 4 + 6 Br 2 = CuSO 4 + 12 HBr + 2 N 2 ( G)

SO 4 + 3 H 2 SO 4 = NiSO 4 + 3 (NH 4) 2 SO 4

(OH)2 + Na2S + 4H2O = CuS¯ + 2 NaOH + 4 NH 3 . H2O (4)

Амонијакот се разликува и по состав +, 2+ и по стабилност во водените раствори; тие се користат во аналитичка хемијаза откривање и одвојување на метални јони.

Кога се загрева (во зависност од притисокот - од 80 до 140 ºС) и намален притисок, бакарниот амонијак може да изгуби амонијак и да премине од форма на тетраамониум во дијамониум, како што е прикажано во примерот на бакар нитрат амонијак во експериментална работа (2).

Со поинтензивно хемиско распаѓање, бакар нитрат може да се распадне на вода, азот и бакар. Табела 1 ги прикажува компаративните карактеристики на тетраамат бакар нитрат и амониум нитрат.

Табела 1: Компаративни карактеристики на тетраамониум нитрат бакар и амониум нитрат (3)

Супстанција	Формула	Густина (g/cm e)	Топлина на формирање (кал/мол)	Равенка на реакција на распаѓање	Реакција на топлина на распаѓање		Волумен на гас (l/kg)
					kcal/mol	kcal/kg
Амониум нитрат	NH4NO3	1,73	87.3	2H 2 O пареа +N 2 +1/2O 2
Бакар нитрат тетраамониум оксид	[Cu(NH3) 4] (N0 3) 2			6H2O+3N 2 +Cu l

Значително поголемата (1,6-1,7 пати по единица тежина) топлина на термичко распаѓање на бакар нитрат тетраамонијат во споредба со NH 4 N0 3 сугерира дека кај нив може релативно лесно да се започнат реакции на согорување или експлозија. Во 1964 година, Прелер (4) ја проучувал чувствителноста и некои експлозивни својства на бакар (II, кобалт (III) и никел (II) амонијак. Се покажало дека овие соединенија имаат значителни експлозивни својства и нивната брзина на детонација е 2400 — 3500 m/ сек.

Истражувачите го проучувале и согорувањето бакар нитрат тетраамониум нитрат. Точката на палење на ова соединение беше 288ºС со брзина на загревање од 20 степени/мин.Способноста на бакарниот амонијак да гори при покачен притисок (најмалку 60 атм.) е експериментално утврдена. Овој факт уште еднаш го потврдува изнесениот став, според кој било кој хемиски систем, во која може да дојде до егзотермна хемиска реакција, при изборот на соодветни услови, треба да биде способна да пропагира реакција на согорување во неа.

Бакарот (II) присутен во тетрамин може да се намали на (I) за да произведе едновалентен бакар дијамонат. Пример за таква реакција е интеракцијата на синиот бакар тетраамонат со бакарни струготини на собна температура, мало мешање и без интеракција со воздухот. За време на реакцијата Сина бојаисчезнува.

(OH) 2 + Cu = 2 (OH)

Капаровиот дијамонат лесно се оксидира до тетрамин кога е во интеракција со атмосферскиот кислород.

4(OH) + 2H2O + O2 + 8NH3 = 4(OH)2

Заклучок:Ваква работа требаше одамна да се направи. Допрен е огромен слој на знаење за соединенијата на амонијак на тешките метали, особено бакарот, што можеби е вредно да се проучува дополнително како додаток на нашите случувања и истражувања.

Еклатантен пример за ова е дисертацијата на СЕРГЕВААЛЕКСАНДРА АЛЕКСАНДРОВНА на тема: « ВЛИЈАНИЕ НА АМОНИАТИТЕ ВРЗ ФОТОСИНТЕЗАТА, ПРОДУКТИВНОСТ НА ЗЕМЈОДЕЛСКИТЕ КУЛТУРИ И ЕФИКАСНОСТ НА УПОТРЕБАТА НА ЃУБРИВАТА“ каде што придобивките од користењето на тешките метали амонијак како ѓубриво за подобрување на продуктивноста и фотосинтезата на растенијата се доволно докажани.

Список на користена литература:

1. Материјали од страницата http://ru.wikipedia.org
2. Бакар (II) нитрат амонијак Cu(NH3)4(NO3)2 и Cu(NH3)2(NO3)2. Термолиза под намален притисок. С.С. Дјукарев, И.В. Морозов, Л.Н. Решетова, О.В. Гуз, И.В. Архангелски, Ју.М. Коренев, Ф.М. Спиридонов. Journal of Inorg.Chem. 1999 година
3. Zh 9, 1968 UDC 542.4: 541.49 СТУДИЈА НА СПОСОБНОСТА ЗА СОГУВАЊЕ НА БАКАР И КОБАЛТ НИТРАТ АМОНИАКАТИА.А.Шидловски и В.В.Горбунов
4. N. R g e 11 e g, Explosivsto "f., 12, 8, 173 (1964)
5. Материјали од страницата http://www.alhimik.ru. Алатникза студенти (MITHT)
6. Мастеријали од страницата http://chemistry-chemists.com

Тест по хемија - сложени соединенија - ИТНО! и го добив најдобриот одговор

Одговор од Ник[гуру]
Некои прашања беа поставени погрешно, на пример 7,12,27. Затоа, одговорите содржат предупредувања.
1. Колкав е координативниот број на комплексниот агенс во комплексниот јон +2?
НА 6
2. Колкав е координативниот број на комплексниот агенс во сложениот јон 2+?
Б) 6
3. Колкав е координативниот број на комплексниот агенс во сложениот јон 2+
Б) 4
4. Колку изнесува координацискиот број на Cu²+ во сложениот јон +?
Б) 4
5. Колкав е координациониот број на комплексниот агенс во сложениот јон: +4?
Б) 6
6. Определи го полнежот на централниот јон во сложеното соединение К4
Б) +2
7. Колкав е полнежот на сложениот јон?
Б) +2 – ако претпоставиме дека средството за комплексирање е Cu (II)
8. Меѓу железните соли, идентификувајте ја сложената сол:
А) К3
9. Колку изнесува координацискиот број на Pt4+ во комплексот 2+ јон?
А) 4
10. Определи го полнежот на сложениот јон K2?
Б) +2
11. На која молекула му одговара називот тетраамин бакар(II) дихлорид?
Б) Cl2
12. Колкав е полнежот на сложениот јон?
Г) +3 – ако претпоставиме дека средството за комплексирање е Cr (III)
13. Меѓу бакарните (II) соли определи ја сложената сол:
Б) К2
14. Колку изнесува координацискиот број на Co3+ во сложениот јон +?
Б) 6
15. Определи го полнежот на средството за комплексирање во сложеното соединение К3?
Г) +3
16. На која молекула му одговара називот калиум тетрајодохидрат (II)?
А) К2
17. Колкав е полнежот на сложениот јон?
НА 2
18. Меѓу солите на никел (II), идентификувајте ја сложената сол:
Б) SO4
19. Колку изнесува координацискиот број на Fe3+ во сложениот јон -3?
НА 6
20. Определи го полнењето на средството за комплексирање во сложеното соединение К3?
Б) +3
21. Која молекула одговара на името сребро диамин хлорид (I)?
Б) Cl
22. Колкав е полнежот на комплексот К4 јон?
Б) -4
23. Меѓу солите на цинк, идентификувајте ја сложената сол
Б) Na2
24. Колку изнесува координацискиот број на Pd4+ во сложениот јон 4+?
Г) 6
25. Определи го полнењето на средството за комплексирање во сложеното соединение H2?
Б) +2
26. На која молекула му одговара називот калиум хексацијаноферат (II)?
Г) К4
27. Колкав е полнежот на сложениот јон?
Г) -2 – ако претпоставиме дека комплексниот агенс е Co (II)
27. Меѓу соединенијата на хром (III), идентификувајте го сложеното соединение
Б) [Cr (H2O) 2(NH3)4]Cl3
28. Колку изнесува координативниот број на кобалт (III) во комплексот NO3 јон?
Б) 6
29. Да се ​​определи полнењето на средството за комплексирање во сложеното соединение Cl2
А) +3
30. Која молекула одговара на името натриум тетрајодопаладат (II)?
Г) Na2

Одговор од Џејмс Бонд[новичок]
о Боже

Одговор од Маче...[гуру]
Број 30 последен

Сложените соединенија се класифицираат според полнежот на комплексите: катјонски - 2+, анјонски - 3-, неутрални - 0;

по состав и хемиски својства: киселини - H, бази - OH, соли - SO4;

по тип на лиганди: хидрокс комплекси - К2, аква комплекси - Cl3, киселински комплекси (лиганди - киселински анјони) - К4, комплекси од мешан тип - K, Cl4.

Имињата на комплексите се базираат на општи правила IUPAC: читаат и пишуваат од десно кон лево, лиганди - со завршеток - о, анјони - со завршеток - на. Некои лиганди може да имаат посебни имиња. На пример, молекулите на лигандот H2O и NH3 се нарекуваат aquo и амин, соодветно.

Комплексни катјони. Прво, се нарекуваат негативно наелектризираните лиганди на внатрешната сфера со завршеток „о“ (хлоро-, бромо-, нитро-, родано- итн.). Ако нивниот број е повеќе од еден, тогаш пред имињата на лигандите се додаваат броевите ди-, три-, тетра-, пента-, хекса- итн. Потоа се именувани неутралните лиганди, со молекулата на водата наречена „aquo“ и молекулата на амонијак „ammine“. Ако бројот на неутрални лиганди е повеќе од еден, тогаш се додаваат бројките ди-, три-, тетра- итн.

Номенклатура на сложени соединенија

При именување на сложено соединение, неговата формула се чита од десно кон лево. Ајде да погледнеме конкретни примери:

Анјонски комплекси

Катјонски комплекси

К3 калиум хексацијаноферат (III)

Натриум тетрахидроксиалуминат

Na3 натриум хексанитрокобалтат (III)

SO4 тетраамин бакар (II) сулфат

Cl3 хексааквахром (III) хлорид

OH диаминесребро(I) хидроксид

Во имињата на сложените соединенија, бројот на идентични лиганди се означува со нумерички префикси, кои се напишани заедно со имињата на лигандите: 2 - ди, 3 - три, 4 - тетра, 5 - пента, 6 - хекса, 7 - хепта, 8 - окта.

Имињата на негативно наелектризираните лиганди, анјони на различни киселини, се состојат од целото име (или коренот на името) на анјонот и завршувањето со самогласка -о. На пример:

јас-јодо-

H-хидридо-

CO32-карбонат-

Некои анјони кои дејствуваат како лиганди имаат посебни имиња:

OH-хидрокси-

S2-тио-

CN-цијано-

НЕ-нитрозо-

NO2-нитро-

Специјални префикси обично не се користат во имињата на неутралните лиганди, на пример: N2H4 - хидразин, C2H4 - етилен, C5H5N - пиридин.

По традиција, посебни имиња се оставени за мал број лиганди: H2O - аква-, NH3 - амин, CO - карбонил, NO - нитросил.

Имињата на позитивно наелектризираните лиганди завршуваат на -i: NO+ - нитрозилиум, NO2+ - нитроилиум итн.

Ако елементот што е комплексен агенс е дел од сложен анјон, тогаш наставката -at се додава во коренот на името на елементот (руски или латински) и состојбата на оксидација на комплексниот елемент е означена во загради. (Примерите се дадени во табелата погоре). Ако елементот што е комплексен агенс е дел од комплекс Катин или неутрален комплекс без надворешна сфера, тогаш руското име на елементот останува во името што ја покажува неговата оксидациска состојба. На пример: - тетракарбонилникел(0).

Многу органски лиганди имаат сложен состав, затоа, при составување формули за комплекси со нивно учество, нивните ознаки на букви се користат за погодност:

C2O42-оксалато-вол

C5H5N пиридин py

(NH2)2CO уреа ур

NH2CH2CH2NH2 етилендиамин en

C5H5-циклопентадиенил-cp

Општа хемија: учебник / A. V. Zholnin; Изменето од В. А. Попкова, А. В. Жолнина. - 2012. - 400 стр.: ill.

Поглавје 7. КОМПЛЕКСНИ ВРСКИ

Поглавје 7. КОМПЛЕКСНИ ВРСКИ

Елементите кои формираат комплекс се организатори на животот.

К.Б. Јацимирски

Сложените соединенија се најобемната и најразновидна класа на соединенија. Живите организми содржат сложени соединенија на биогени метали со протеини, амино киселини, порфирини, нуклеински киселини, јаглени хидрати и макроциклични соединенија. Најважните животни процеси се случуваат со учество на сложени соединенија. Некои од нив (хемоглобин, хлорофил, хемоцијанин, витамин Б 12 итн.) играат значајна улога во биохемиските процеси. Многу лекови содржат метални комплекси. На пример, инсулин (комплекс цинк), витамин Б 12 (кобалт комплекс), платинол (комплекс платина) итн.

7.1. ТЕОРИЈА НА КООРДИНАЦИЈА НА А. ВЕРНЕР

Структура на сложени соединенија

Кога честичките комуницираат, се забележува меѓусебна координација на честичките, што може да се дефинира како процес на формирање на комплекси. На пример, процесот на хидратација на јоните завршува со формирање на аква комплекси. Реакциите на сложеност се придружени со пренос на електронски парови и доведуваат до формирање или уништување на соединенија повисок ред, таканаречени сложени (координативни) соединенија. Особеноста на сложените соединенија е присуството во нив на координативна врска што се јавува според механизмот донор-акцептор:

Сложените соединенија се соединенија кои постојат и во кристална состојба и во раствор, карактеристика

што е присуство на централен атом опкружен со лиганди. Сложените соединенија може да се сметаат за сложени соединенија од повисок ред, кои се состојат од едноставни молекули способни за независно постоење во раствор.

Според Вернеровата теорија за координација, сложеното соединение се дели на внатрешенИ надворешната сфера.Централниот атом со неговите околни лиганди ја формираат внатрешната сфера на комплексот. Обично е затворен во квадратни загради. Сè друго во сложеното соединение ја сочинува надворешната сфера и е напишано надвор од квадратни загради. Околу централниот атом ќе се постават одреден број лиганди, што се одредува координативен број(kch). Бројот на координирани лиганди е најчесто 6 или 4. Лигандот зазема координативно место во близина на централниот атом. Координацијата ги менува својствата и на лигандите и на централниот атом. Често координираните лиганди не можат да се откријат со користење на хемиски реакции карактеристични за нив во слободна состојба. Се нарекуваат поцврсто врзаните честички на внатрешната сфера комплекс (комплексен јон).Постојат атрактивни сили помеѓу централниот атом и лигандите (ковалентна врска се формира со механизам за размена и (или) донатор-акцептор) и одбивни сили помеѓу лигандите. Ако полнењето на внатрешната сфера е 0, тогаш нема надворешна координативна сфера.

Централен атом (комплексирачки агенс)- атом или јон што зазема централна позиција во сложено соединение. Улогата на сложено средство најчесто ја вршат честички кои имаат слободни орбитали и доволно голем позитивен нуклеарен полнеж, па затоа можат да бидат акцептори на електрони. Тоа се катјони на преодни елементи. Најмоќните агенси за комплексирање се елементите на групите IB и VIIIB. Ретко како средство за сложеност

Главните агенси се неутрални атоми на d-елементи и атоми на неметали во различни степени на оксидација - . Бројот на слободни атомски орбитали обезбедени од средството за комплексирање го одредува неговиот координативен број. Вредноста на координативниот број зависи од многу фактори, но обично е еднаква на двапати повеќе од полнежот на комплексниот јон:

Лиганди- јони или молекули кои се директно поврзани со комплексниот агенс и се донатори на електронски парови. Овие системи богати со електрони, кои имаат слободни и мобилни електронски парови, можат да бидат донатори на електрони, на пример:

Соединенијата на p-елементите покажуваат својства за формирање комплекс и дејствуваат како лиганди во сложеното соединение. Лиганди може да бидат атоми и молекули (протеини, амино киселини, нуклеински киселинијаглехидрати). Врз основа на бројот на врски што ги формираат лигандите со средството за комплексирање, лигандите се поделени на моно-, ди- и полидентатни лиганди.Горенаведените лиганди (молекули и анјони) се монодентатни, бидејќи тие се донатори на еден електронски пар. Бидентатните лиганди вклучуваат молекули или јони кои содржат две функционални групи способни да донираат два електронски парови:

Полидентатните лиганди вклучуваат лиганд на 6-дентатна етилендиаминтетраоцетна киселина:

Се нарекува бројот на места окупирани од секој лиганд во внатрешната сфера на сложеното соединение координативен капацитет (забест) на лигандот.Се одредува според бројот на електронски парови на лигандот кои учествуваат во формирањето на координативна врска со централниот атом.

Покрај сложените соединенија, координативната хемија опфаќа двојни соли, кристални хидрати, кои во воден раствор се распаѓаат на компоненти, кои во цврста состојба во многу случаи се конструирани слично на сложените, но се нестабилни.

Најстабилните и најразновидните комплекси во составот и функциите се формираат од d-елементи. Посебно големо значењеимаат сложени соединенија на преодни елементи: железо, манган, титаниум, кобалт, бакар, цинк и молибден. Биогените s-елементи (Na, K, Mg, Ca) формираат сложени соединенија само со лиганди со одредена циклична структура, исто така, делуваат како средство за сложеност. Главен дел Р-елементи (N, P, S, O) е активен активен дел од комплексните честички (лиганди), вклучувајќи ги и биолигандите. Ова е нивното биолошко значење.

Затоа, способноста да се формираат комплекси е општо својство на хемиските елементи периодниот систем, оваа способност се намалува по следниот редослед: ѓ> г> стр> с.

7.2. ОПРЕДЕЛУВАЊЕ НА НАЛОЖУВАЊЕТО НА ГЛАВНИТЕ ЧЕСТИЧКИ НА КОМПЛЕКСНО СОСИЕНИЕ

Полнењето на внатрешната сфера на сложено соединение е алгебарскиот збир на полнежите на честичките што го формираат. На пример, големината и знакот на полнежот на комплексот се одредуваат на следниов начин. Полнењето на алуминиумскиот јон е +3, вкупниот полнеж на шесте јони на хидроксид е -6. Според тоа, полнежот на комплексот е (+3) + (-6) = -3, а формулата на комплексот е 3-. Полнењето на сложениот јон е нумерички еднакво на вкупниот полнеж на надворешната сфера и е спротивен по знак. На пример, полнењето на надворешната сфера K 3 е +3. Според тоа, полнежот на сложениот јон е -3. Полнежот на средството за комплексирање е еднаков по големина и спротивен по знак на алгебарскиот збир на полнежите на сите други честички од сложеното соединение. Оттука, во K 3 полнењето на железниот јон е +3, бидејќи вкупниот полнеж на сите други честички од сложеното соединение е (+3) + (-6) = -3.

7.3. НОМЕНКЛАТУРА НА КОМПЛЕКСНИ ВРСКИ

Основите на номенклатурата беа развиени во класичните дела на Вернер. Во согласност со нив, во сложено соединение прво се нарекува катјонот, а потоа анјонот. Ако соединението е од неелектролитен тип, тогаш се нарекува со еден збор. Името на сложениот јон е напишано со еден збор.

Неутралниот лиганд е именуван исто како и молекулата, а на анјонските лиганди се додава „о“. За координирана молекула на вода, се користи ознаката „аква-“. За да се означи бројот на идентични лиганди во внатрешната сфера на комплексот, како префикс пред името на лигандите се користат грчките бројки ди-, три-, тетра-, пента-, хекса- итн. Се користи префиксот monone. Лигандите се наведени по азбучен ред. Името на лигандот се смета како единствена целина. По името на лигандот следи името на централниот атом со ознака на оксидационата состојба, што е означено со римски бројки во загради. Зборот аммин (со две „м“) е напишан во однос на амонијакот. За сите други амини се користи само еден „m“.

C1 3 - хексамин кобалт (III) хлорид.

C1 3 - аквапентамин кобалт (III) хлорид.

Cl 2 - пентаметиламин хлорокобалт (III) хлорид.

Дијаминибромоплатинум (II).

Ако сложениот јон е анјон, тогаш неговото латинско име има завршеток „сам“.

(NH 4) 2 - амониум тетрахлоропаладат (II).

К - калиум пентабромоамин платинат (IV).

K 2 - калиум тетрароданокобалтат (II).

Името на комплексниот лиганд обично се става во загради.

NO 3 - дихлоро-ди-(етилендиамин) кобалт (III) нитрат.

Br - бромо-трис-(трифенилфосфин) платина (II) бромид.

Во случаи кога лиганд врзува два централни јони, пред неговото име се користи грчка букваμ.

Таквите лиганди се нарекуваат мости се наведени последни.

7.4. ХЕМИСКО ПОВРЗУВАЊЕ И СТРУКТУРА НА КОМПЛЕКСНИТЕ СОЕДЕНИЈА

Во формирањето на сложени соединенија, интеракциите на донор-акцептор помеѓу лигандот и централниот атом играат важна улога. Донаторот на електронски пар обично е лиганд. Акцептор е централен атом кој има слободни орбитали. Оваа врска е силна и не се раскинува кога комплексот се раствора (нејонска), и се нарекува координација.

Заедно со о-врските, п-врските се формираат според механизмот донор-акцептор. Во овој случај, донаторот е метален јон, кој ги донира своите спарени d-електрони на лиганд кој има енергетски поволни празни орбитали. Таквите врски се нарекуваат датив. Тие се формираат:

а) поради преклопување на празните p-орбитали на металот со d-орбиталата на металот, која содржи електрони кои не влегле во σ врска;

б) кога празните d-орбитали на лигандот се преклопуваат со пополнетите d-орбитали на металот.

Мерка за неговата сила е степенот на преклопување на орбиталите на лигандот и централниот атом. Насоката на врските на централниот атом ја одредува геометријата на комплексот. За да се објасни насоката на врските, се користат идеи за хибридизација на атомските орбитали на централниот атом. Хибридните орбитали на централниот атом се резултат на мешање на нееднакви атомски орбитали, како резултат на тоа формата и енергијата на орбиталите меѓусебно се менуваат и се формираат нови орбитали иста формаи енергија. Бројот на хибридни орбитали е секогаш еднаков на бројот на оригиналните. Хибридните облаци се наоѓаат во атомот на максимално растојание еден од друг (Табела 7.1).

Табела 7.1.Видови на хибридизација на атомски орбитали на сложено средство и геометријата на некои сложени соединенија

Просторната структура на комплексот е одредена од типот на хибридизација на валентни орбитали и бројот на осамени електронски парови содржани во неговото валентно енергетско ниво.

Ефикасноста на интеракцијата донатор-акцептор помеѓу лигандот и средството за комплексирање и, следствено, јачината на врската меѓу нив (стабилноста на комплексот) се определува со нивната поларизација, т.е. способноста да се трансформираат нивните електронски школки под надворешно влијание. Врз основа на овој критериум, реагенсите се делат на "тешко"или низок поларизирачки, и "меко" -лесно поларизирачки. Поларитетот на атом, молекула или јон зависи од неговата големина и бројот на електронски слоеви. Колку е помал радиусот и електроните на честичката, толку е помалку поларизирана. Колку е помал радиусот и колку помалку електрони има честичката, толку полошо е поларизирана.

Тврдите киселини формираат силни (тврди) комплекси со електронегативните O, N, F атоми на лигандите (тврди бази), а меките киселини формираат силни (меки) комплекси со донаторот P, S и I атомите на лигандите кои имаат ниска електронегативност и висока поларизација. Овде гледаме манифестација на општиот принцип „како со слично“.

Јоните на натриум и калиум, поради нивната ригидност, практично не формираат стабилни комплекси со биосупстрати и се наоѓаат во физиолошки средини во форма на водни комплекси. Јоните на Ca 2 + и Mg 2 + формираат прилично стабилни комплекси со протеините и затоа се наоѓаат во физиолошки средини и во јонска и во врзана состојба.

Јоните на d-елементите формираат силни комплекси со биосупстрати (протеини). И меките киселини Cd, Pb, Hg се многу токсични. Тие формираат силни комплекси со протеини кои содржат R-SH сулфидрилни групи:

Цијанидниот јон е токсичен. Мекиот лиганд активно комуницира со d-метали во комплекси со биосупстрати, активирајќи го вториот.

7.5. ДИСОЦИЈАЦИЈА НА КОМПЛЕКСНИТЕ СОЕДИНЕНИЈА. СТАБИЛНОСТ НА КОМПЛЕКСИТЕ. ЛАБИЛНИ И ИНЕРТНИ КОМПЛЕКСИ

Кога сложените соединенија се раствораат во вода, тие обично се распаѓаат во јони на надворешната и внатрешната сфера, како силни електролити, бидејќи овие јони се врзани јоногенски, главно со електростатички сили. Ова се оценува како примарна дисоцијација на сложените соединенија.

Секундарна дисоцијација на сложено соединение е дезинтеграција на внатрешната сфера во нејзините составни компоненти. Овој процес се јавува како слаби електролити, бидејќи честичките на внатрешната сфера се поврзани нејонски (со ковалентни врски). Дисоцијацијата е од чекорна природа:

За квалитативно карактеризирање на стабилноста на внатрешната сфера на сложено соединение, се користи константа на рамнотежа која ја опишува нејзината целосна дисоцијација, т.н. константа на нестабилност на комплексот(Кн). За сложен анјон, изразот на константата на нестабилност има форма:

Колку е помала вредноста на Kn, толку е постабилна внатрешната сфера на сложеното соединение, т.е. толку помалку се дисоцира во воден раствор. Неодамна, наместо Kn, се користи вредноста на константата на стабилност (Ku) - реципроцитет на Kn. Колку е поголема вредноста на Ku, толку е постабилен комплексот.

Константите на стабилност овозможуваат да се предвиди насоката на процесите на размена на лиганди.

Во воден раствор, металниот јон постои во форма на аква комплекси: 2 + - хексакватно железо (II), 2 + - тетрааква бакар (II). Кога пишуваме формули за хидрирани јони, не ги означуваме координираните молекули на вода на хидратационата обвивка, туку ги мислиме на нив. Формирањето на комплекс помеѓу метален јон и кој било лиганд се смета како реакција на замена на молекулата на водата во сферата на внатрешната координација од овој лиганд.

Реакциите на размена на лиганди се одвиваат според механизмот на реакции од типот S N. На пример:

Вредностите на константите на стабилност дадени во Табела 7.2 покажуваат дека поради процесот на сложеност доаѓа до силно врзување на јоните во водените раствори, што укажува на ефикасноста на користењето на овој тип на реакција за врзување на јони, особено со полидентатни лиганди.

Табела 7.2.Стабилност на циркониумските комплекси

За разлика од реакциите на јонска размена, формирањето на сложени соединенија често не е квази-инстант процес. На пример, кога железото (III) реагира со нитрилотриметиленфосфонска киселина, рамнотежата се воспоставува по 4 дена. За кинетичките карактеристики на комплексите, се користат следниве концепти: лабилен(брзо реагира) и инертен(бавно реагира). Лабилните комплекси, според предлогот на Г. кревки (нестабилни)] и кинетички [ инертни и лабилни] комплекси.

Во лабилните комплекси, супституцијата на лигандот се случува брзо и брзо се воспоставува рамнотежа. Во инертни комплекси, супституцијата на лигандот се случува бавно.

Така, инертниот комплекс 2+ во кисела средина е термодинамички нестабилен: константата на нестабилност е 10 -6, а лабилниот комплекс 2- е многу стабилен: константата на стабилност е 10 -30. Таубе ја поврзува лабилноста на комплексите со електронската структура на централниот атом. Инертноста на комплексите е карактеристична главно за јони со нецелосна d-обвивка. Инертните комплекси вклучуваат комплекси Co и Cr. Цијанидните комплекси на многу катјони со надворешно ниво s 2 p 6 се лабилни.

7.6. ХЕМИСКИ СВОЈСТВА НА КОМПЛЕКСИТЕ

Процесите на сложеност влијаат практично на својствата на сите честички што го формираат комплексот. Колку е поголема јачината на врските помеѓу лигандот и средството за комплексирање, толку помалку својствата на централниот атом и лигандите се појавуваат во растворот и толку позабележителни се карактеристиките на комплексот.

Сложените соединенија покажуваат хемиска и биолошка активност како резултат на координативната незаситеност на централниот атом (има слободни орбитали) и присуството на слободни електронски парови на лигандите. Во овој случај, комплексот има електрофилни и нуклеофилни својства кои се разликуваат од својствата на централниот атом и лигандите.

Неопходно е да се земе предвид влијанието на структурата на хидратационата обвивка на комплексот врз хемиската и биолошката активност. Процесот на образование

Формирањето на комплекси влијае на киселинско-базните својства на комплексното соединение. Формирањето на комплексни киселини е придружено со зголемување на јачината на киселината или базата, соодветно. Така, кога сложените киселини се формираат од едноставни, енергијата на врзувањето со јоните H + се намалува и јачината на киселината соодветно се зголемува. Ако јонот OH - се наоѓа во надворешната сфера, тогаш врската помеѓу комплексниот катјон и хидроксидниот јон на надворешната сфера се намалува, а основните својства на комплексот се зголемуваат. На пример, бакар хидроксид Cu(OH) 2 е слаба, слабо растворлива база. Кога се изложени на амонијак, се формира бакар амонијак (OH) 2. Густината на полнежот од 2+ во споредба со Cu 2+ се намалува, врската со јоните на OH - е ослабена и (OH) 2 се однесува како силна основа. Киселинско-базните својства на лигандите врзани за средството за комплексирање обично се поизразени од нивните киселинско-базни својства во слободна состојба. На пример, хемоглобинот (Hb) или оксихемоглобинот (HbO 2) покажуваат киселински својствапоради слободните карбоксилни групи на глобинскиот протеин, кој е лигандот ННb ↔ Н + + Hb - . Во исто време, хемоглобинскиот анјон, поради амино групите на протеинот глобин, покажува основни својства и затоа го врзува киселинскиот оксид CO 2 за да формира карбаминохемоглобин анјон (HbCO 2 -): CO 2 + Hb - ↔ HbCO 2 - .

Комплексите покажуваат својства на редокс поради редокс трансформациите на средството за комплексирање, кое формира стабилни состојби на оксидација. Процесот на сложеност силно влијае на вредностите на редуциските потенцијали на d-елементите. Ако редуцираната форма на катјони формира постабилен комплекс со даден лиганд од неговата оксидирана форма, тогаш потенцијалот се зголемува. Намалување на потенцијалот се јавува кога оксидираната форма формира постабилен комплекс.На пример, под влијание на оксидирачки агенси: нитрити, нитрати, NO 2, H 2 O 2, хемоглобинот се претвора во метхемоглобин како резултат на оксидација на централниот атом.

Шестата орбитала се користи во формирањето на оксихемоглобин. Истата орбитала е вклучена во формирањето на врски со јаглерод моноксид. Како резултат на тоа, се формира макроцикличен комплекс со железо - карбоксихемоглобин. Овој комплекс е 200 пати постабилен од комплексот железо-кислород во хем.

Ориз. 7.1.Хемиски трансформации на хемоглобинот во човечкото тело. Шема од книгата: Слесарев В.И. Основи на живата хемија, 2000 година

Формирањето на комплексни јони влијае на каталитичката активност на јоните на комплексирање. Во некои случаи, активноста се зголемува. Ова се должи на формирањето на големи структурни системи во раствор кои можат да учествуваат во создавањето на меѓупроизводи и да ја намалат енергијата на активирање на реакцијата. На пример, ако Cu 2+ или NH 3 се додаде на H 2 O 2, процесот на распаѓање не се забрзува. Во присуство на комплексот 2+, кој се формира во алкална средина, распаѓањето на водород пероксид се забрзува за 40 милиони пати.

Значи, на хемоглобинот можеме да ги земеме предвид својствата на сложените соединенија: киселинско-базна, сложеност и редокс.

7.7. КЛАСИФИКАЦИЈА НА КОМПЛЕКСНИ ВРСКИ

Постојат неколку системи за класификација на сложени соединенија, кои се засноваат на различни принципи.

1. Според тоа што сложеното соединение припаѓа на одредена класа на соединенија:

Комплексни киселини H 2;

Комплексни бази OH;

Комплексни соли К4.

2. По природата на лигандот: аква комплекси, амонијак, ацидо комплекси (анјони на различни киселини, K 4 дејствуваат како лиганди; хидрокс комплекси (хидроксилни групи, K 3 делуваат како лиганди); комплекси со макроциклични лиганди, во кои централниот атом.

3.Според знакот на полнежот на комплексот: катјонски - комплексен катјон во сложеното соединение Cl 3; анјонски - комплексен анјон во сложено соединение К; неутрален - полнежот на комплексот е 0. Сложеното соединение нема надворешна сфера, на пример. Ова е формула за антиканцерогени лекови.

4.Според внатрешната структура на комплексот:

а) во зависност од бројот на атоми на комплексниот агенс: мононуклеарни- комплексната честичка содржи еден атом на средство за сложеност, на пример Cl3; повеќејадрени- комплексната честичка содржи неколку атоми на комплексен агенс - комплекс од железо-протеин:

б) во зависност од бројот на видовите лиганди се разликуваат комплекси: хомогени (еден лиганд),кој содржи еден тип лиганд, на пример 2+, и различен (мулти-лиганд)- два вида лиганди или повеќе, на пример Pt(NH 3) 2 Cl 2. Комплексот вклучува лиганди NH 3 и Cl-. Комплексните соединенија кои содржат различни лиганди во внатрешната сфера се карактеризираат со геометриски изомеризам, кога, со ист состав на внатрешната сфера, лигандите во неа се наоѓаат различно релативно едни на други.

Геометриските изомери на сложените соединенија се разликуваат не само по физичките и хемиските својства, туку и по биолошката активност. Цис изомерот на Pt(NH3)2Cl2 има изразена антитуморна активност, но транс изомерот нема;

в) во зависност од дентичноста на лигандите што формираат мононуклеарни комплекси, може да се разликуваат групи:

Мононуклеарни комплекси со монодентатни лиганди, на пример 3+;

Мононуклеарни комплекси со полидентатни лиганди. Се нарекуваат сложени соединенија со полидентатни лиганди хелатни соединенија;

г) циклични и ациклични форми на сложени соединенија.

7.8. ХЕЛАТНИ КОМПЛЕКСИ. КОМПЛЕКСОНИ. КОМПЛЕКСОНАТИ

Цикличните структури кои се формираат како резултат на додавање на метален јон на два или повеќе донорски атоми кои припаѓаат на една молекула на хелатен агенс се нарекуваат хелатни соединенија.На пример, бакар глицинат:

Во нив, комплексниот агенс, како што беше, води во лигандот, е покриен со врски, како канџи, затоа, бидејќи другите работи се еднакви, тие имаат поголема стабилност од соединенијата што не содржат прстени. Најстабилните циклуси се оние што се состојат од пет или шест врски.Ова правило првпат го формулира Л.А. Чугаев. Разлика

се нарекува стабилноста на хелатниот комплекс и стабилноста на неговиот нецикличен аналог ефект на хелација.

Полидентатните лиганди, кои содржат 2 типа на групи, дејствуваат како хелатни агенси:

1) групи способни да формираат ковалентни поларни врски поради реакции на размена (донатори на протони, акцептори на електронски парови) -CH 2 COOH, -CH 2 PO(OH) 2, -CH 2 SO 2 OH, - киселински групи (центри);

2) донорски групи на електронски парови: ≡N, >NH, >C=O, -S-, -OH, - главни групи (центри).

Ако таквите лиганди ја заситуваат внатрешната координативна сфера на комплексот и целосно го неутрализираат полнењето на металниот јон, тогаш соединенијата се нарекуваат во рамките на комплексот.На пример, бакар глицинат. Во овој комплекс нема надворешна сфера.

Се нарекуваат голема група на органски материи кои содржат базни и кисели центри во молекулата комплекси.Ова се полибазни киселини. Се нарекуваат хелатни соединенија формирани од комплексони при интеракција со метални јони комплексонати,на пример магнезиум комплексонат со етилендиамин тетраоцетна киселина:

Во воден раствор, комплексот постои во анјонска форма.

Комплексоните и комплексонатите се едноставен модел на посложени соединенија на живите организми: амино киселини, полипептиди, протеини, нуклеински киселини, ензими, витамини и многу други ендогени соединенија.

Во моментов, се произведува огромен асортиман на синтетички комплекси со различни функционални групи. Формулите на главните комплекси се претставени подолу:

Комплексоните, под одредени услови, можат да обезбедат осамени парови електрони (неколку) за да формираат координативна врска со метален јон (s-, p- или d-елемент). Како резултат на тоа, се формираат стабилни соединенија од типот на хелат со 4-, 5-, 6- или 8-члени прстени. Реакцијата се јавува во широк опсег на pH. Во зависност од pH вредноста, природата на комплексниот агенс и неговиот однос со лигандот, се формираат комплексонати со различна јачина и растворливост. Хемијата на формирањето на комплексонатите може да се претстави со равенки користејќи го примерот на натриумова сол EDTA (Na 2 H 2 Y), која се дисоцира во воден раствор: Na 2 H 2 Y → 2Na + + H 2 Y 2-, и јонот H 2 Y 2- влегува во интеракција со јонските метали, без оглед на степенот на оксидација на металниот катјон, најчесто еден метален јон е во интеракција со една молекула на комплексон (1:1). Реакцијата се одвива квантитативно (Kp >10 9).

Комплексоните и комплексонатите покажуваат амфотерични својства во широк опсег на pH, способност да учествуваат во реакции на оксидација-редукција, формирање комплекси, да формираат соединенија со различни својства во зависност од степенот на оксидација на металот, неговата координативна сатурација и имаат електрофилни и нуклеофилни својства. . Сето ова ја одредува способноста за врзување на огромен број честички, што овозможува мала количина на реагенс да решава големи и различни проблеми.

Друга непобитна предност на комплексите и комплексонатите е нивната ниска токсичност и способност да конвертираат токсични честички

во ниско-токсични или дури биолошки активни. Производите за уништување на комплексонатите не се акумулираат во телото и се безопасни. Третата карактеристика на комплексонатите е можноста за нивно користење како извор на микроелементи.

Зголемената сварливост се должи на фактот што микроелементот се внесува во биолошки активна форма и има висока мембранска пропустливост.

7.9. МЕТАЛНИ КОМПЛЕКСОНАТИ КОИ СОДРЖАТ ФОСФОР - ЕФИКАСНА ФОРМА НА ПРЕТВРЗУВАЊЕ НА МИКРО-И МАКРОЕЛЕМЕНТИ ВО БИОЛОШКИ АКТИВНА СОСТОЈБА И МОДЕЛ ЗА ПРОУЧУВАЊЕ НА БИОЛОШКОТО ДЕЈСТВО НА ЕЛЕМЕНТИТЕ

Концепт биолошка активностопфаќа широк опсег на појави. Од гледна точка на хемиските ефекти, биолошки активните супстанции (БАС) генерално се подразбираат како супстанции кои можат да дејствуваат на биолошките системи, регулирајќи ги нивните витални функции.

Способноста да се има таков ефект се толкува како способност да се покаже биолошка активност. Регулацијата може да се манифестира во ефекти на стимулација, инхибиција, развој на одредени ефекти. Екстремната манифестација на биолошката активност е биоцидно дејство,кога, како резултат на влијанието на биоцидната супстанција врз телото, таа умира. При пониски концентрации, во повеќето случаи, биоцидите имаат стимулирачки а не смртоносен ефект врз живите организми.

Моментално познат голем бројтакви материи. Меѓутоа, во многу случаи, употребата на познати биолошки активни супстанции е недоволно искористена, често со ефективност далеку од максималната, а употребата често доведува до несакани ефекти кои можат да се елиминираат со воведување модификатори во биолошки активните супстанции.

Комплекснатите кои содржат фосфор формираат соединенија со различни својства во зависност од природата, степенот на оксидација на металот, координативната сатурација, составот и структурата на хидратационата обвивка. Сето ова ја одредува полифункционалноста на комплексонатите, нивната единствена способност за субстихиометриско дејство,

заедничкиот јонски ефект и обезбедува широка примена во медицината, биологијата, екологијата и во различни сектори на националната економија.

Кога комплексот е координиран од метален јон, се јавува прераспределба на густината на електроните. Поради учеството на осамен електронски пар во интеракцијата донор-акцептор, електронската густина на лигандот (комплексон) се префрла во централниот атом. Намалувањето на релативниот негативен полнеж на лигандот помага да се намали Кулоновото одбивање на реактантите. Затоа, координираниот лиганд станува попристапен за напад од нуклеофилен реагенс кој има вишок електронска густина во реакциониот центар. Поместувањето на густината на електроните од комплексонот кон металниот јон доведува до релативно зголемување на позитивниот полнеж на јаглеродниот атом, а со тоа и до полесен напад од нуклеофилниот реагенс, хидроксилниот јон. Хидроксилираниот комплекс, меѓу ензимите кои ги катализираат метаболичките процеси во биолошките системи, зазема едно од централните места во механизмот на ензимско дејство и детоксикација на телото. Како резултат на повеќекратната интеракција на ензимот со супстратот, се јавува ориентација, обезбедувајќи конвергенција активни групиво активниот центар и пренесување на реакцијата во интрамолекуларен режим, пред да започне реакцијата и формирањето транзициска состојба, што ја обезбедува ензимската функција на FCM.Конформациските промени може да се појават во ензимските молекули. Координацијата создава дополнителни услови за редокс интеракција помеѓу централниот јон и лигандот, бидејќи се воспоставува директна врска помеѓу оксидирачкиот агенс и редукциониот агенс, обезбедувајќи пренос на електрони. Комплексите на преодни метали FCM може да се карактеризираат со електронски транзиции тип L-M, M-L, M-L-M, кои ги вклучуваат орбиталите и на металот (M) и на лигандите (L), кои се соодветно поврзани во комплекс со врски донор-акцептор. Комплексоните можат да послужат како мост по кој електроните на мултинуклеарните комплекси осцилираат помеѓу централните атоми на исти или различни елементи во различни состојби на оксидација (комплекси за пренос на електрони и протони).Комплексоните ги одредуваат редуцирачките својства на металните комплексонати, што им овозможува да покажат високи антиоксидантни, адаптогени својства и хомеостатски функции.

Значи, комплексите ги претвораат микроелементите во биолошки активна форма достапна за телото. Тие се формираат стабилни

покоординирано заситени честички, неспособни да ги уништат биокомплексите, а со тоа и ниско-токсични форми. Комплексонатите имаат благотворно дејство во случаи на нарушување на хомеостазата на микроелементите во организмот. Јоните на преодните елементи во комплексонатна форма делуваат во телото како фактор кој ја одредува високата чувствителност на клетките на елементи во трагови преку нивното учество во создавањето на градиент со висока концентрација и мембрански потенцијал. Комплексонатите на преодните метали FCM имаат биорегулаторни својства.

Присуството на киселински и базни центри во составот на FCM обезбедува амфотерични својства и нивно учество во одржувањето на киселинско-базната рамнотежа (изохидрична состојба).

Со зголемување на бројот на фосфонски групи во комплексот, составот и условите за формирање на растворливи и слабо растворливи комплекси се менуваат. Зголемувањето на бројот на фосфонски групи го фаворизира формирањето на слабо растворливи комплекси во поширок опсег на pH и го поместува регионот на нивното постоење во киселиот регион. Распаѓањето на комплексите се случува при pH над 9.

Проучувањето на сложените процеси на формирање со комплекси овозможи да се развијат методи за синтеза на биорегулатори:

Стимулатори за раст со долго дејство во колоидна хемиска форма се полинуклеарни хомо- и хетерокомплексни соединенија на титаниум и железо;

Стимуланти за раст во форма растворлива во вода. Тоа се титаниум комплексонати со повеќе лиганди базирани на комплексони и неоргански лиганд;

Инхибиторите на растот се комплексонати на s-елементи кои содржат фосфор.

Биолошкиот ефект на синтетизираните лекови врз растот и развојот беше проучен во хронични експерименти врз растенија, животни и луѓе.

Биорегулација- ова е нова научна насока која ви овозможува да ја регулирате насоката и интензитетот на биохемиските процеси, кои можат да бидат широко користени во медицината, сточарството и растителното производство. Тоа е поврзано со развојот на методи за обновување на физиолошката функција на телото со цел да се спречат и лекуваат болести и патологии поврзани со возраста. Комплексоните и сложените соединенија врз основа на нив може да се класифицираат како ветувачки биолошки активни соединенија. Студијата за нивното биолошко дејство во хроничен експеримент покажа дека хемијата се препуштила во рацете на лекарите,

Сточарите, агрономите и биолозите имаат нова ветувачка алатка која им овозможува активно да влијаат на живата клетка, да ги регулираат условите за исхрана, растот и развојот на живите организми.

Студијата за токсичноста на употребените комплексони и комплексонати покажа целосен недостаток на влијание на лековите врз хематопоетските органи, крвниот притисок, ексцитабилноста, респираторната стапка: не се забележани промени во функцијата на црниот дроб, нема токсиколошки ефект врз морфологијата на ткивата и откриени органи. Калиумовата сол на HEDP не е токсична во доза 5-10 пати повисока од терапевтската доза (10-20 mg/kg) кога се проучува 181 ден. Следствено, комплексоните се ниско-токсични соединенија. Се користат како лекови за борба против вирусни заболувања, труење со тешки метали и радиоактивни елементи, нарушувања на метаболизмот на калциумот, ендемични болести и нерамнотежа на микроелементите во организмот. Комплексите и комплексонатите што содржат фосфор не се предмет на фотолиза.

Прогресивно загадување животната срединатешките метали - производи на човековата економска активност - е постојано оперативен фактор на животната средина. Тие можат да се акумулираат во телото. Вишокот и недостатокот од нив предизвикуваат интоксикација на телото.

Металните комплексонати задржуваат хелатен ефект врз лигандот (комплексон) во телото и се неопходни за одржување на хомеостазата на металниот лиганд. Инкорпорираните тешки метали се неутрализираат до одреден степен во телото, а нискиот капацитет на ресорпција го спречува преносот на металите по трофични синџири, како резултат на тоа, тоа доведува до одредена „биоминимизација“ на нивниот токсичен ефект, што е особено важно за Урал. регион. На пример, слободниот јон на олово е отров на тиол, а силниот комплексонат на олово со етилендиамин тетраоцетна киселина е нискотоксичен. Затоа, детоксикацијата на растенијата и животните вклучува употреба на метални комплексонати. Се заснова на два термодинамички принципи: нивната способност да формираат силни врски со отровни честички, претворајќи ги во соединенија кои се слабо растворливи или стабилни во воден раствор; нивната неспособност да уништат ендогени биокомплекси. Во овој поглед, комплексната терапија на растенија и животни ја сметаме за важна насока во борбата против еко-труењето и добивањето еколошки производи.

Беше спроведена студија за ефектот на третирање на растенијата со комплексонати од различни метали под технологија на интензивно одгледување

компири на микроелемент состав на компир клубени. Примероците од клубени содржеле 105-116 mg/kg железо, 16-20 mg/kg манган, 13-18 mg/kg бакар и 11-15 mg/kg цинк. Односот и содржината на микроелементите се типични за растителните ткива. Клубените одгледувани со и без употреба на метални комплексонати имаат речиси ист елементарен состав. Употребата на хелати не создава услови за акумулација на тешки метали во клубени. Комплексонатите, во помала мера од металните јони, се сорбираат од почвата и се отпорни на нејзините микробиолошки ефекти, што им овозможува долго време да останат во почвениот раствор. Последователниот ефект е 3-4 години. Добро се комбинираат со разни пестициди. Металот во комплексот има помала токсичност. Металните комплексонати кои содржат фосфор не ја иритираат мукозната мембрана на очите и не ја оштетуваат кожата. Сензитивните својства не се идентификувани, кумулативните својства на титаниум комплексонатите не се изразени, а во некои случаи тие се многу слабо изразени. Коефициентот на кумулација е 0,9-3,0, што укажува на мала потенцијална опасност од хронично труење со лекови.

Комплексите што содржат фосфор се базираат на фосфор-јаглеродна врска (C-P), која исто така се наоѓа во биолошките системи. Тој е дел од фосфонолипиди, фосфоногликани и фосфопротеини на клеточните мембрани. Липидите кои содржат аминофосфонски соединенија се отпорни на ензимска хидролиза и обезбедуваат стабилност и, следствено, нормално функционирање на надворешните клеточни мембрани. Синтетичките аналози на пирофосфати - дифосфонати (P-S-P) или (P-C-S-P) во големи дози го нарушуваат метаболизмот на калциумот, а во мали дози го нормализираат. Дифосфонатите се ефикасни против хиперлипемија и се ветувачки од фармаколошка гледна точка.

Дифосфонати кои содржат R-S-R врски, се структурни елементибиосистеми Тие се биолошки ефикасни и се аналози на пирофосфати. Бифосфонатите се покажаа како ефикасни третмани за разни болести. Бифосфонати се активни инхибитори на коскената минерализација и ресорпција. Комплексоните ги претвораат микроелементите во биолошки активна форма достапна за телото, формираат стабилни честички заситени со повеќе координација кои не се способни да ги уништат биокомплексите, а со тоа и ниско-токсични форми. Тие ја одредуваат високата чувствителност на клетките на елементи во трагови, учествувајќи во формирањето на градиент со висока концентрација. Способни да учествуваат во формирањето на мултинуклеарни соединенија на титаниум хетеронуклеи-

од нов тип - комплекси за пренос на електрони и протон, учествуваат во биорегулацијата на метаболичките процеси, отпорноста на телото, способноста да се формираат врски со токсични честички, претворајќи ги во малку растворливи или растворливи, стабилни, недеструктивни ендогени комплекси. Затоа, многу ветува нивната употреба за детоксикација, елиминација од организмот, добивање еколошки производи (комплексна терапија), како и во индустријата за регенерација и отстранување на индустриски отпад од неоргански киселини и соли на преодни метали.

7.10. РАЗМЕНА НА ЛИГАНД И МЕТАЛИ

ЕКВИЛИБРИУМ. ХЕЛАТОТЕРАПИЈА

Ако системот има неколку лиганди со еден метален јон или неколку метални јони со еден лиганд способен да формира сложени соединенија, тогаш се забележуваат конкурентни процеси: во првиот случај, рамнотежата на размена на лиганди е конкуренција помеѓу лигандите за металниот јон, во вториот случај , рамнотежата на размена на метали е конкуренција помеѓу металните јони по лиганд. Ќе преовлада процесот на формирање на најтрајниот комплекс. На пример, растворот содржи јони: магнезиум, цинк, железо (III), бакар, хром (II), железо (II) и манган (II). Кога во овој раствор се внесува мала количина на етилендиамин тетраоцетна киселина (EDTA), се јавува конкуренција помеѓу металните јони и врзувањето на железото (III) во комплексот, бидејќи тој го формира најтрајниот комплекс со EDTA.

Во телото постојано се случува интеракцијата на биометалите (Mb) и биолигандите (Lb), формирањето и уништувањето на виталните биокомплекси (MbLb):

Во човечкото тело, животните и растенијата постојат различни механизми за заштита и одржување на оваа рамнотежа од различни ксенобиотици (странски супстанции), вклучително и јони на тешки метали. Јоните на тешките метали кои не се сложени и нивните хидрокс комплекси се токсични честички (Mt). Во овие случаи, заедно со природната рамнотежа метал-лиганд, може да настане нова рамнотежа, со формирање на потрајни странски комплекси кои содржат токсични метали (MtLb) или токсични лиганди (MbLt), кои не функционираат

неопходни биолошки функции. Кога егзогените токсични честички влегуваат во телото, се појавуваат комбинирани рамнотежи и, како резултат на тоа, се јавува конкуренција на процеси. Доминантен процес ќе биде оној што ќе доведе до формирање на најтрајното сложено соединение:

Нарушувањата во хомеостазата на металните лиганди предизвикуваат метаболички нарушувања, ја инхибираат ензимската активност, ги уништуваат важните метаболити како што се АТП, клеточните мембрани и го нарушуваат градиентот на концентрацијата на јоните во клетките. Затоа, тие се создадени вештачки системизаштита. Хелативната терапија (комплексна терапија) го зазема своето заслужено место во овој метод.

Терапијата со хелати е отстранување на токсичните честички од телото, врз основа на нивна хелација со комплексонати на с-елементи. Лековите што се користат за отстранување на токсичните честички вградени во телото се нарекуваат детоксикатори.(Lg). Хелацијата на токсичните честички со метални комплексонати (Lg) ги претвора токсичните метални јони (Mt) во нетоксични (MtLg) врзани форми погодни за секвестрација и мембрана пенетрација, транспорт и екскреција од телото. Тие задржуваат хелатен ефект во телото и за лигандот (комплексон) и за металниот јон. Ова ја обезбедува хомеостазата на металниот лиганд на телото. Затоа, употребата на комплексонати во медицината, сточарството и растителното производство обезбедува детоксикација на телото.

Основните термодинамички принципи на хелаторната терапија може да се формулираат на две позиции.

I. Детоксикантот (Lg) мора ефикасно да ги врзува токсичните јони (Mt, Lt), новоформираните соединенија (MtLg) мора да бидат посилни од оние што постоеле во телото:

II. Детоксикаторот не треба да ги уништува виталните комплексни соединенија (MbLb); соединенијата што може да се формираат за време на интеракцијата на детоксикант и биометални јони (MbLg) мора да бидат помалку издржливи од оние што постојат во телото:

7.11. ПРИМЕНА НА КОМПЛЕКСОНИ И КОМПЛЕКСОНАТИ ВО МЕДИЦИНАТА

Молекулите на комплексот практично не подлежат на расцепување или какви било промени во биолошката средина, што е нивна важна фармаколошка карактеристика. Комплексоните се нерастворливи во липиди и многу растворливи во вода, па затоа не продираат или продираат слабо низ клеточните мембрани и затоа: 1) не се излачуваат преку цревата; 2) апсорпцијата на комплексните агенси се јавува само кога тие се инјектираат (само пенициламин се зема орално); 3) во телото, комплексите циркулираат главно во екстрацелуларниот простор; 4) излачувањето од телото се врши главно преку бубрезите. Овој процес се случува брзо.

Супстанции кои ги елиминираат ефектите на отровите врз биолошките структури и ги деактивираат отровите преку хемиски реакции, повикан противотрови.

Еден од првите противотрови користени во хелаторната терапија беше британскиот анти-левизит (BAL). Unithiol во моментов се користи:

Овој лек ефикасно ги отстранува арсенот, живата, хромот и бизмутот од телото. Најшироко користени за труење со цинк, кадмиум, олово и жива се комплексоните и комплексонатите. Нивната употреба се заснова на формирање на посилни комплекси со метални јони отколку комплекси на истите јони со групи на протеини, амино киселини и јаглехидрати кои содржат сулфур. За отстранување на оловото, се користат препарати базирани на ЕДТА. Воведувањето лекови во организмот во големи дози е опасно, бидејќи тие ги врзуваат јоните на калциум, што доведува до нарушување на многу функции. Затоа користат тетацин(CaNa 2 EDTA), кој се користи за отстранување на олово, кадмиум, жива, итриум, цериум и други ретки метали и кобалт.

Од првата терапевтска употреба на тетацин во 1952 година, овој лек најде широка употреба во клиниката за професионални болести и продолжува да биде неопходен противотров. Механизмот на дејство на тетацинот е многу интересен. Токсичните јони го поместуваат координираниот јон на калциум од тетацинот поради формирањето на посилни врски со кислородот и ЕДТА. Калциумскиот јон, пак, ги поместува двата преостанати натриумови јони:

Тетацинот се администрира во телото во форма на 5-10% раствор, чија основа е солен раствор. Значи, веќе 1,5 часа по интраперитонеалната инјекција, 15% од администрираната доза на тетацин останува во телото, по 6 часа - 3%, а по 2 дена - само 0,5%. Лекот делува ефикасно и брзо кога се користи методот на инхалација за администрирање на тетацин. Брзо се апсорбира и циркулира во крвта долго време. Покрај тоа, тетацинот се користи за заштита од гасна гангрена. Го инхибира дејството на јоните на цинк и кобалт, кои се активатори на ензимот лецитиназа, кој е токсин од гасна гангрена.

Врзувањето на токсикантите со тетацин во ниско-токсичен и поиздржлив хелатен комплекс, кој не се уништува и лесно се излачува од телото преку бубрезите, обезбедува детоксикација и урамнотежена минерална исхрана. блиску по структура и состав до пред

паратам ЕДТА е натриумова калциумова сол на диетилентриамин-пентаоцетна киселина (CaNa 3 DTPA) - пентацини натриумова сол на диетилентриаминпентафосфонска киселина (Na 6 DTPP) - тримефа-цин.Пентацинот се користи првенствено за труење со соединенија на железо, кадмиум и олово, како и за отстранување на радионуклиди (технициум, плутониум, ураниум).

Натриумова сол на етилендиаминдиизопропилфосфонска киселина (CaNa 2 EDTP) фосфицинуспешно се користи за отстранување на жива, олово, берилиум, манган, актиниди и други метали од телото. Комплексонатите се многу ефикасни во отстранувањето на некои токсични анјони. На пример, кобалт(II) етилендиаминтетраацетат, кој формира мешан-лиганд комплекс со CN-, може да се препорача како противотров за труење со цијанид. Сличен принцип лежи во основата на методите за отстранување на токсичните органски материи, вклучително и пестициди кои содржат функционални групи со донорски атоми способни за интеракција со комплексниот метал.

Ефикасен лек е џокер(димеркаптосуцинска киселина, димеркаптосуцинска киселина, хемет). Цврсто ги врзува речиси сите токсиканти (Hg, As, Pb, Cd), но ги отстранува јоните на биогените елементи (Cu, Fe, Zn, Co) од телото, па затоа речиси никогаш не се користи.

Комплекснатите кои содржат фосфор се моќни инхибитори на формирањето на кристали на фосфати и калциум оксалати. Ксидифон, калиум-натриумова сол на HEDP, е предложен како анти-калцифицирачки лек во третманот на уролитијаза. Покрај тоа, дифосфонатите во минимални дози ја зголемуваат инкорпорацијата на калциум во коскеното ткиво и го спречуваат неговото патолошко ослободување од коските. HEDP и други дифосфонати спречуваат разни видови на остеопороза, вклучувајќи бубрежна остеодистрофија, пародонтот

уништување, како и уништување на трансплантирана коска кај животните. Опишан е и антиатеросклеротичното дејство на HEDP.

Во САД, голем број на дифосфонати, особено HEDP, се предложени како фармацевтски препарати за третман на луѓе и животни кои страдаат од метастатски рак на коските. Со регулирање на пропустливоста на мембраната, бифосфонатите го промовираат транспортот на антитуморните лекови во клетката, а оттука и ефективниот третман на разни онколошки заболувања.

Еден од актуелните проблеми на модерната медицина е задачата за брза дијагноза на разни болести. Во овој аспект, од несомнен интерес е нова класа на лекови кои содржат катјони кои можат да ги извршуваат функциите на сонда - радиоактивна магнеторелаксација и флуоресцентни етикети. Радиоизотопите на одредени метали се користат како главни компоненти на радиофармацевтските препарати. Хелацијата на катјоните на овие изотопи со комплексони овозможува да се зголеми нивната токсиколошка прифатливост за телото, да се олесни нивниот транспорт и да се обезбеди, во одредени граници, селективност на концентрацијата во одредени органи.

Дадените примери во никој случај не ја исцрпуваат разновидноста на формите на примена на комплексонатите во медицината. Така, дикалиумовата сол на магнезиум етилендиаминтетраацетат се користи за регулирање на содржината на течност во ткивата за време на патологијата. ЕДТА се користи во составот на антикоагулантни суспензии кои се користат за одвојување на крвната плазма, како стабилизатор на аденозин трифосфат при одредување на гликозата во крвта и во белење и складирање на контактни леќи. Бифосфонати се широко користени во третманот на ревматоидни заболувања. Тие се особено ефикасни како агенси против артритис во комбинација со антиинфламаторни лекови.

7.12. КОМПЛЕКСИ СО МАКРОЦИКЛИЧНИ СОЕДИНЕНИЈА

Меѓу природните сложени соединенија, посебно место заземаат макрокомплексите засновани на циклични полипептиди кои содржат внатрешни шуплини со одредени големини, во кои има неколку групи што содржат кислород способни да ги врзуваат катјоните на тие метали, вклучувајќи натриум и калиум, чии димензии одговараат до димензиите на шуплината. Таквите супстанции, се во биолошки

Ориз. 7.2.Валиномицин комплекс со К+ јон

калични материјали, обезбедуваат транспорт на јони низ мембраните и затоа се нарекуваат јонофори.На пример, валиномицин транспортира јон на калиум низ мембраната (Слика 7.2).

Користење на друг полипептид - грамицидин Анатриумските катјони се транспортираат преку механизам на реле. Овој полипептид е преклопен во „цевка“, чија внатрешна површина е обложена со групи што содржат кислород. Резултатот е

доволно долг хидрофилен канал со одреден пресек што одговара на големината на натриумовиот јон. Натриумовиот јон, влегувајќи во хидрофилниот канал од едната страна, се пренесува од една група на кислород во друга, како релејна трка низ канал што спроведува јони.

Значи, цикличната молекула на полипептид има интрамолекуларна празнина во која може да влезе супстрат со одредена големина и геометрија, слично на принципот на клуч и брава. Шуплината на таквите внатрешни рецептори се граничи со активни центри (ендорецептори). Во зависност од природата на металниот јон, може да се појави нековалентна интеракција (електростатска, формирање на водородни врски, сили на Ван дер Валс) со алкалните метали и ковалентна интеракција со метали од алкална земја. Како резултат на ова, надмолекули- комплексни соработници кои се состојат од две или повеќе честички кои се држат заедно со интермолекуларни сили.

Најчестите тетрадентатни макроцикли во живата природа се порфините и кориноидите слични по структура.Шематски, тетрадентниот циклус може да биде претставен во следната форма (сл. 7.3), каде што лаците претставуваат јаглеродни синџири од ист тип што ги поврзуваат донорските азотни атоми во затворен циклус; R1, R2, R3, P4 се јаглеводородни радикали; Mn+ е метален јон: во хлорофилот има јон Mg 2+, во хемоглобинот има јон Fe 2+, во хемоцијанинот има јон Cu 2+, во витаминот Б 12 (кобаламин) има јон Co 3+ .

Атомите на донорот на азот се наоѓаат на аглите на квадратот (означени со точки со точки). Тие се строго координирани во вселената. Затоа

порфирините и кориноидите формираат стабилни комплекси со катјони од различни елементи, па дури и со метали од алкална земја. Од суштинско значење е тоа Без оглед на дентичноста на лигандот, хемиската врска и структурата на комплексот се одредуваат од атомите на донаторот.На пример, бакарните комплекси со NH 3, етилендиамин и порфирин имаат иста квадратна структура и слична електронска конфигурација. Но полидентатните лиганди се врзуваат за металните јони многу посилно од монодентатните лиганди

Ориз. 7.3.Тетрадентатен макроцикл

со истите донорски атоми. Јачината на комплексите на етилендиамин е 8-10 реда на големина поголема од јачината на истите метали со амонијак.

Биооргански комплекси на метални јони со протеини се нарекуваат биокластери -комплекси на метални јони со макроциклични соединенија (сл. 7.4).

Ориз. 7.4.Шематски приказ на структурата на биокластерите со одредени големини на протеински комплекси со јони на d-елементи. Видови интеракции на протеинските молекули. M n+ - активен центар на метален јон

Внатре во биокластерот има празнина. Вклучува метал кој комуницира со донорски атоми на поврзувачки групи: OH -, SH -, COO -, -NH 2, протеини, амино киселини. Најпознати металофери се

ензимите (јаглеродна анхидраза, ксантин оксидаза, цитохроми) се биокластери, чии шуплини формираат ензимски центри кои содржат Zn, Mo, Fe, соодветно.

7.13. ПОВЕЌЕ КОМПЛЕКСИ

Хетеровалентни и хетеронуклеарни комплекси

Се нарекуваат комплекси кои содржат неколку централни атоми на еден или различни елементи повеќејадрени.Можноста за формирање мултинуклеарни комплекси е одредена од способноста на некои лиганди да се врзат за два или три метални јони. Таквите лиганди се нарекуваат мостСоодветно мостсе нарекуваат и комплекси. Монатомските мостови се исто така можни во принцип, на пример:

Тие користат осамени парови на електрони кои припаѓаат на истиот атом. Улогата на мостовите може да се игра со полиатомски лиганди.Таквите мостови користат осамени електронски парови кои припаѓаат на различни атоми полиатомски лиганд.

А.А. Гринберг и Ф.М. Филинов ги проучувал премостувачките соединенија на составот, во кои лигандот ги врзува сложените соединенија од истиот метал, но во различни состојби на оксидација. Ги повика G. Taube комплекси за пренос на електрони.Тој ги проучувал реакциите на пренос на електрони помеѓу централните атоми на различни метали. Систематските студии на кинетиката и механизмот на редокс реакции доведоа до заклучок дека преносот на електрони помеѓу два комплекса

доаѓа преку добиениот лиганд мост. Размената на електрони помеѓу 2 + и 2 + се случува преку формирање на средно премостувачки комплекс (сл. 7.5). Трансферот на електрони се случува преку лигандот за премостување на хлорид, кој завршува со формирање на 2+ комплекси; 2+.

Ориз. 7.5.Трансфер на електрони во среден мултинуклеарен комплекс

Добиени се широк спектар на полинуклеарни комплекси преку употреба на органски лиганди кои содржат неколку донаторски групи. Услов за нивно формирање е распоредот на донорски групи во лигандот, што не дозволува затворање на хелатните циклуси. Често има случаи кога лигандот има способност да го затвори хелатниот циклус и во исто време да делува како мост.

Активниот принцип на пренос на електрони се преодните метали, кои покажуваат неколку стабилни состојби на оксидација. Ова им дава на јоните на титаниум, железо и бакар идеални својства за носење електрони. Збир на опции за формирање на хетеровалентни (HVC) и хетеронуклеарни комплекси (HNC) врз основа на Ti и Fe е претставен на сл. 7.6.

Реакција

Се нарекува реакција (1). вкрстена реакција.Во реакциите на размена, хетеровалентните комплекси ќе бидат посредници. Сите теоретски можни комплекси всушност се формираат во раствор под одредени услови, што е докажано со различни физичко-хемиски тестови.

Ориз. 7.6.Формирање на хетеровалентни комплекси и хетеронуклеарни комплекси кои содржат Ti и Fe

методи. За да се случи пренос на електрони, реактантите мора да бидат во состојби кои се блиски по енергија. Ова барање се нарекува принцип Франк-Кондон. Трансферот на електрони може да се случи помеѓу атоми на ист преоден елемент, кои се во различни состојби на оксидација на HVA, или различни елементи на HCA, чија природа на металните центри е различна. Овие соединенија може да се дефинираат како комплекси за пренос на електрони. Тие се погодни носители на електрони и протони во биолошките системи. Додавањето и донирањето на електрон предизвикува само промени електронска конфигурацијаметал без промена на структурата на органската компонента на комплексот.Сите овие елементи имаат неколку стабилни оксидациски состојби (Ti +3 и +4; Fe +2 и +3; Cu +1 и +2). Според наше мислење, на овие системи по природа им е дадена единствена улога да обезбедат реверзибилност на биохемиските процеси со минимални трошоци за енергија. Реверзибилните реакции вклучуваат реакции со термодинамички и термохемиски константи од 10 -3 до 10 3 и со мала вредност од ΔG o и Е опроцеси. Под овие услови, почетните материјали и производите на реакцијата можат да бидат присутни во споредливи концентрации. При нивното менување во одреден опсег, лесно е да се постигне реверзибилност на процесот, затоа, во биолошките системи, многу процеси имаат осцилаторна (бранова) природа. Редокс системите кои ги содржат горенаведените парови покриваат широк опсег на потенцијали, што им овозможува да влезат во интеракции придружени со умерени промени во Δ Г оИ E°, со многу супстрати.

Веројатноста за формирање HVA и GAC значително се зголемува кога растворот содржи потенцијално премостувачки лиганди, т.е. молекули или јони (амино киселини, хидрокси киселини, комплексони итн.) кои можат да врзат два метални центри одеднаш. Можноста за делокализација на електроните во ГВК придонесува за намалување вкупна енергијакомплекс.

Пореално, множеството можни варијанти на формирање на HVC и HNC, во кои природата на металните центри е различна, е видлива на сл. 7.6. Детален опис на формирањето на ГВК и ГЈАК и нивната улога во биохемиските системи е разгледан во делата на А.Н. Глебова (1997). Редокс паровите мора да бидат структурно прилагодени еден на друг за да стане возможен трансферот. Со избирање на компонентите на растворот, можете да го „проширите“ растојанието преку кое се пренесува електрон од редукционото до оксидирачкото средство. Со координирано движење на честичките, преносот на електрони на долги растојанија може да се случи преку брановиден механизам. „Коридорот“ може да биде хидриран протеински ланец итн. Постои голема веројатност за пренос на електрони на растојание до 100 А. Должината на „коридорот“ може да се зголеми со додавање адитиви (јони на алкални метали, позадински електролити). Ова отвора големи можности во областа на контролирање на составот и својствата на HVA и HYA. Во растворите тие играат улога на еден вид „црна кутија“ исполнета со електрони и протони. Во зависност од околностите, тој може да ги даде на други компоненти или да ги надополни своите „резерви“. Реверзибилноста на реакциите што ги вклучуваат им овозможува постојано да учествуваат во цикличните процеси. Електроните се движат од еден метален центар до друг и осцилираат меѓу нив. Комплексната молекула останува асиметрична и може да учествува во процесите на редокс. GVA и GNA активно учествуваат во осцилаторните процеси во биолошките медиуми. Овој тип на реакција се нарекува осцилаторна реакција.Тие се наоѓаат во ензимска катализа, синтеза на протеини и други биохемиски процеси кои ги придружуваат биолошките феномени. Тие вклучуваат периодични процеси на клеточен метаболизам, бранови на активност во срцевото ткиво, во мозочното ткиво и процеси кои се случуваат на ниво на еколошки системи. Важен чекор во метаболизмот е апстракција на водород од хранливи материи. Во исто време, атомите на водород се трансформираат во јонска состојба, а електроните одвоени од нив влегуваат во респираторниот синџир и ја даваат својата енергија за формирање на АТП. Како што утврдивме, титаниумските комплексонати се активни носители не само на електрони, туку и на протони. Способноста на титаниумовите јони да ја извршуваат својата улога во активниот центар на ензими како што се каталази, пероксидази и цитохроми е одредена од неговата висока способност да формира комплекси, да формира геометрија на координиран јон, да формира мултинуклеарни HVA и HNA со различни состави и својства. во функција на рН, концентрацијата на преодниот елемент Ti и органската компонента на комплексот, нивниот моларен однос. Оваа способност се манифестира во зголемена селективност на комплексот

во однос на супстратите, производите на метаболичките процеси, активирањето на врските во комплексот (ензимот) и супстратот преку координација и менување на обликот на подлогата во согласност со стеричните барања на активниот центар.

Електрохемиските трансформации во телото поврзани со пренос на електрони се придружени со промена на степенот на оксидација на честичките и појава на редокс потенцијал во растворот. Голема улога во овие трансформации имаат мултинуклеарните комплекси GVK и GYAK. Тие се активни регулатори на процесите на слободните радикали, систем за рециклирање на реактивни кислородни видови, водороден пероксид, оксиданти, радикали и се вклучени во оксидацијата на супстратите, како и во одржување на антиоксидантната хомеостаза и заштита на телото од оксидативен стрес.Нивното ензимско дејство врз биосистемите е слично на ензимите (цитохроми, супероксид дисмутаза, каталаза, пероксидаза, глутатион редуктаза, дехидрогенази). Сето ова укажува на високите антиоксидантни својства на комплексонатите на преодните елементи.

7.14. ПРАШАЊА И ЗАДАЧИ ЗА САМОПРОВЕРУВАЊЕ ПОДГОТОВКА ЗА ЧАС И ИСПИТУВАЊА

1. Дајте го концептот на сложени соединенија. По што се разликуваат од двојните соли и што имаат заедничко?

2. Составете формули на сложени соединенија според нивните имиња: амониум дихидроксоттрахлороплатинат (IV), триаминтринитрокобалт (III), дајте ги нивните карактеристики; укажуваат на внатрешни и надворешни координативни области; централен јон и неговата оксидациска состојба: лиганди, нивниот број и густина; природата на врските. Напишете ја равенката на дисоцијација во воден раствор и изразот за константата на стабилност.

3. Општи својства на сложените соединенија, дисоцијација, стабилност на комплексите, Хемиски својствакомплекси.

4.Како реактивносткомплексите се карактеризираат од термодинамички и кинетички позиции?

5. Кои амино комплекси ќе бидат потрајни од тетрамино-бакарот (II), а кои помалку издржливи?

6. Наведи примери на макроциклични комплекси формирани од јони на алкални метали; јони на d-елементи.

7. На која основа комплексите се класифицираат како хелат? Наведете примери на хелатни и нехелирани сложени соединенија.

8. Користејќи бакар глицинат како пример, дајте го концептот на интракомплексни соединенија. Напишете ја структурната формула на магнезиум комплексонат со етилендиаминтетраоцетна киселина во форма на натриум.

9. Дајте шематски структурен фрагмент од полинуклеарен комплекс.

10. Дефинирајте полинуклеарни, хетеронуклеарни и хетеровалентни комплекси. Улогата на преодните метали во нивното формирање. Биолошката улога на овие компоненти.

11.Какви видови хемиска врскасе наоѓа во сложени соединенија?

12. Наведете ги главните типови на хибридизација на атомските орбитали што може да се појават кај централниот атом во комплексот. Која е геометријата на комплексот во зависност од видот на хибридизацијата?

13. Врз основа на електронската структура на атомите на елементите на s-, p- и d-блоковите, споредете ја способноста за формирање комплекси и нивното место во хемијата на комплексите.

14. Дефинирајте комплексони и комплексонати. Наведете примери за оние кои најмногу се користат во биологијата и медицината. Наведете ги термодинамичките принципи на кои се заснова хелаторната терапија. Употреба на комплексонати за неутрализирање и елиминирање на ксенобиотиците од телото.

15. Размислете за главните случаи на нарушување на хомеостазата на металните лиганди во човечкото тело.

16. Наведи примери на биокомплексни соединенија кои содржат железо, кобалт, цинк.

17. Примери на конкурентни процеси кои вклучуваат хемоглобин.

18. Улогата на металните јони во ензимите.

19. Објасни зошто за кобалтот во комплекси со сложени лиганди (полидентат) оксидационата состојба е +3, а кај обичните соли, како што се халиди, сулфати, нитрати, оксидационата состојба е +2?

20. Бакарот се карактеризира со оксидациски состојби од +1 и +2. Дали бакарот може да ги катализира реакциите на пренос на електрони?

21.Дали цинкот може да катализира редокс реакции?

22. Каков е механизмот на дејство на живата како отров?

23. Наведете ги киселината и базата во реакцијата:

AgNO 3 + 2NH 3 = NO 3.

24. Објаснете зошто како лек се користи калиум-натриумовата сол на хидроксиетилиден дифосфонската киселина, а не HEDP.

25.Како се врши транспорт на електрони во телото со помош на метални јони кои се дел од биокомплексните соединенија?

7.15. ТЕСТ ЗАДАЧИ

1. Состојбата на оксидација на централниот атом во сложениот јон е 2- е еднакво на:

а) -4;

б)+2;

на 2;

г)+4.

2. Најстабилен комплексен јон:

а) 2-, Kn = 8,5x10 -15;

б) 2-, Kn = 1,5x10 -30;

в) 2-, Kn = 4x10 -42;

г) 2-, Kn = 1x10 -21.

3. Растворот содржи 0,1 mol од соединението PtCl 4 4NH 3. Реагирајќи со AgNO 3, формира 0,2 mol талог AgCl. Дајте на почетната супстанција координативна формула:

а) Cl;

б)Cl3;

в)Cl2;

г) Cl 4.

4. Каков облик се формираат комплексите како резултат sp 3 d 2-ги- хибридизација?

1) тетраедар;

2) квадрат;

4) тригонална бипирамида;

5) линеарна.

5. Изберете ја формулата за соединението пентаамин хлорокобалт (III) сулфат:

а) Na 3 ;

6)[CoCl2 (NH3)4]Cl;

в) K2 [Co(SCN)4];

г) SO 4;

д)[Ко(Х 2 O) 6 ] C1 3 .

6. Кои лиганди се полидентатни?

а) C1 - ;

б)H2O;

в) етилендиамин;

г)NH3;

д) SCN - .

7. Комплексирачките агенси се:

а) донорски атоми на електронски пар;

в) атоми и јони кои прифаќаат електронски парови;

г) атоми и јони кои се донатори на електронски парови.

8. Елементите кои имаат најмалку сложена способност за формирање се:

а)с; в) г;

б) стр ; г) ѓ

9. Лиганди се:

а) молекули на донатори на електронски пар;

б) јони на акцептор на електронски пар;

в) молекули и јони-донатори на електронски парови;

г) молекули и јони кои прифаќаат електронски парови.

10. Комуникација во внатрешната координативна сфера на комплексот:

а) ковалентна размена;

б) ковалентен донор-акцептор;

в) јонски;

г) водород.

11. Најдобриот комплексен агенс би бил:

II.1. Поим и дефиниција.

Сложените соединенија се најбројната класа на неоргански соединенија. Тешко е да се даде кратка и сеопфатна дефиниција за овие соединенија. Сложените соединенија се нарекуваат и координативни соединенија. Хемијата на координационите соединенија ги испреплетува органската и неорганската хемија.

Пред крајот на XIXсо векови, проучувањето на сложените соединенија беше чисто описно. 1893 Швајцарскиот хемичар Алфред Вернер ја создаде теоријата на координација. Нејзината суштина е како што следува: во сложените соединенија постои правилен геометриски распоред на атоми или групи атоми, наречени лиганди или додатоци, околу централниот атом - комплексниот агенс.

Така, сложената хемија ги проучува јоните и молекулите што се состојат од централна честичка и лиганди координирани околу неа. Централната честичка, средството за комплексирање и лигандите директно поврзани со неа ја формираат внатрешната сфера на комплексот. За неоргански лиганди, најчесто, нивниот број се совпаѓа со координативниот број на централната честичка. Така, координативниот број е вкупен бројнеутрални молекули или јони (лиганди) врзани за централниот атом во комплексот

Јоните лоцирани надвор од внатрешната сфера ја формираат надворешната сфера на сложеното соединение. Во формулите, внатрешната сфера е затворена во квадратни загради.

K 4 4- - внатрешна сфера или сложен јон

координација на комплексни јони

Комплексирачките агенси се:

1) позитивни метални јони (обично d-елементи): Ag +, Fe 2+, Fe 3+, Cu 2+, Al 3+, Co 3+; итн (јони на сложеност).

2) поретко - неутрални метални атоми поврзани со d-елементи: (Co, Fe, Mn, итн.)

3) некои неметални атоми со различни позитивни оксидациски состојби - B +3, Si +4, P +5 итн.

Лиганди може да бидат:

1) негативно наелектризирани јони (OH -, Hal -, CN - цијано група, SCN - тиоцијано група, NH 2 - амино група итн.)

2) поларни молекули: H 2 O (името на лигандот е „аква“), NH 3 („аммин“),

CO („карбонил“).

Така, сложените соединенија (координативни соединенија) се нарекуваат сложени хемиски соединенија, кои содржат комплексни јони формирани од централен атом во одредена оксидациска состојба (или со одредена валентност) и лиганди поврзани со него.

II.2. Класификација

I. Според природата на лигандите:

1. Аква комплекси (H 2 O)

2. Хидроксо комплекси (OH)

3. Амин комплекси (NH 3) - амонијак

4. Киселински комплекси (со киселински остатоци - Cl -, SCN -, S 2 O 3 2- и други)

5. Карбонилни комплекси (CO)

6. Комплекси со органски лиганди (NH 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2, итн.)

7. Анјонски халиди (Na)

8. Амино комплекси (NH 2)

II. Според полнењето на сложениот јон:

1. Катјонски тип - полнежот на сложениот јон е позитивен

2. Тип на анјони - полнежот на сложениот јон е негативен.

За правилно пишување на сложено соединение, неопходно е да се знае состојбата на оксидација на централниот атом, неговиот координативен број, природата на лигандите и полнежот на сложениот јон.

II.3. Координативниот број може да се дефинира како број на σ врски помеѓу неутралните молекули или јони (лиганди) и централниот атом во комплексот.

Вредноста на координативниот број се определува главно од големината, полнежот и структурата на електронската обвивка на комплексниот агенс. Најчестиот координативен број е 6. Тој е типичен за следните јони: Fe 2+, Fe 3+, Co 3+, Ni 3+, Pt 4+, Al 3+, Cr 3+, Mn 2+, Sn 4 +.

К3, Na3, Cl3

хексацијаноферат (III) хексанитрокобалтат (III) хексааквахром (III) хлорид

калиум натриум

Координацијата број 4 се наоѓа во јони со 2 наполнети и во алуминиум или злато: Hg 2+, Cu 2+, Pb 2+, Pt 2+, Au 3+, Al 3+.

(OH) 2 - тетраамин бакар(II) хидроксид;

Na 2 - натриум тетрахидроксокупат (II)

K 2 - калиум тетрајодомеркурат (II);

H – водороден тетрахлороаурат (III).

Често координативниот број се дефинира како двојно поголема оксидациска состојба на комплексниот јон: за Hg 2+, Cu 2+, Pb 2+ - координативниот број е 4; Ag +, Cu + - имаат координативен број 2.

За да се утврди дали предметите се наоѓаат во внатрешната или надворешната сфера, неопходно е да се изврши квалитативни реакции. На пример, калиум K3-хексацијаноферат (III). Познато е дека железниот јон (+3) формира темноцрвен железен тиоцијанат (+3) со тиоцијанат анјон.

Fe 3+ +3 NH 4 SCN à Fe (SCN) 3 + 3NH 4 +

Кога раствор од амониум или калиум тиоцијанат се додава во раствор од калиум хексацијаноферат (III), не се забележува боја. Ова укажува на отсуство на железни јони Fe 3+ во растворот во доволни количини. Централниот атом е поврзан со лигандите со ковалентна поларна врска (механизам на донаторско-акцептор на формирање на врската), така што реакцијата на јонска размена не се јавува. Напротив, надворешната и внатрешната сфера се поврзани со јонска врска.

II.4. Структурата на сложениот јон од гледна точка на електронската структура на средството за комплексирање.

Да ја анализираме структурата на тетраамин бакар (II) катјон:

а) електронска формула на бакарниот атом:

2 8 18 1 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

б) електронска формула на катјонот Cu 2+:

Cu 2+))))) ↓ ↓ ↓ ↓ 4p 0

4s o:NH 3:NH 3: NH 3: NH 3

CuSO 4 + 4: NH 3 -à SO 4

SO 4 à 2+ + SO 4 2-

јонска врска

кол. поврзување

според механизмот донор-акцептор.

Вежба за независна одлука:

Нацртајте ја структурата на сложениот јон 3- користејќи го алгоритмот:

а) напишете ја електронската формула на атомот на железо;

б) напишете ја електронската формула на железниот јон Fe 3+, отстранувајќи ги електроните од поднивото 4s и 1 електрон од поднивото 3d;

в) повторно запишете ја електронската формула на јонот, пренесувајќи ги електроните од 3d подниво во возбудена состојба со нивно спарување во ќелиите на ова подниво

г) брои го бројот на сите слободни ќелии на 3d, 4s, 4p - поднивоа

д) ставете ги цијанидните анјони CN - под нив и нацртајте стрелки од јоните кон празните ќелии.

II.5. Определување на полнежот на комплексниот агенс и сложениот јон:

1. Полнењето на сложениот јон е еднакво на полнежот на надворешната сфера со спротивен знак; тој исто така еднаков на збиротполнење на средството за комплексирање и сите лиганди.

K 2 +2+ (- 1) 4 =x x = -2

2. Полнењето на средството за комплексирање е еднакво на алгебарскиот збир на полнежите на лигандите и надворешната сфера (со спротивен знак).

Cl x +0·2 +(–1)·2 = 0; x=2-1= +1

SO 4 x+ 4 0 -2 = 0 x = +2

3. Колку е поголем полнежот на централниот атом и помал полнежот на лигандот, толку е поголем координацискиот број.

II.6. Номенклатура.

Постојат неколку начини за именување на сложени соединенија. Ајде да избереме поедноставно користејќи ја валентноста (или оксидациската состојба) на централниот атом

II.6.1. Име на сложени соединенија од катјонски тип:

Сложените соединенија се од катјонски тип ако полнежот на сложениот јон е позитивен.

При именување на сложени соединенија:

1) прво координативниот број се повикува со грчки префикси (хекса, пента, три);

2) потоа, наполнети лиганди со додавање на завршетокот „о“;

3) потоа, неутрални лиганди (без завршетокот „о“);

4) средство за сложеност на руски во генитивниот случај, неговата валентност или состојба на оксидација е означена и потоа се нарекува анјон. Амонијак - лигандот се нарекува „аммин“ без „о“, вода - „аква“

SO4 тетраамин бакар (II) сулфат;

Cl дијамин сребро (I) хлорид;

Cl 3 - хексајодокобалт (III) хлорид;

Cl – оксалатопентааква-алуминиум(III) хлорид

(калатот е двојно наелектризиран анјон на оксална киселина);

Cl 3 – хексаводен железо(III) хлорид.

II.6.2. Номенклатура на сложени соединенија од анјонски тип.

Именувани се катјонот, координативниот број, лигандите, а потоа и комплексниот агенс - централниот атом. Комплексирачкиот агенс се нарекува латинскиво номинативниот случај со завршеток „на“.

K 3 - калиум хексафлуороферат (III);

Na 3 - натриум хексанитрокобалтат (III);

NH 4 - амониум дитиоцијанодикарбонил живин (I)

Неутрален комплекс: – железо пентакарбонил.

ПРИМЕРИ И ЗАДАЧИ ЗА НЕЗАВИСНО РЕШЕНИЕ

Пример 1. Класифицирај, целосно карактеризирај и наведи ги следните сложени соединенија: а) K 3 –; б) Cl; V) .

Решение и одговор:

1) K 3 - 3 јони K + - надворешна сфера, нејзиниот вкупен полнеж е +3, 3- - внатрешна сфера, вкупниот полнеж е еднаков на полнежот на надворешната сфера, земен со спротивен знак - (3-)

2) Сложено соединение од анјонски тип, бидејќи полнежот на внатрешната сфера е негативен;

3) Централниот атом е комплексен агенс - сребрен јон Ag +

4) лиганди - два двојно наелектризирани остатоци од тиосулфурна киселина H 2 S 2 O 3, припаѓа на ацидо комплекси

5) Координативен број на комплексниот агенс во во овој случајпо исклучок е еднаков на 4 (два киселински остатоци имаат 4 валентни σ врски без 4 водородни катјони);

6) Наплатата на средството за комплексирање е +1:

K 3 : +1 3 + X + (-2) 2 = 0 à X= +1

7) Име: – калиум дитиосулфат аргенат (I).

1) Cl - 1 јон - Cl - - надворешна сфера, неговиот вкупен полнеж е -1, - - внатрешна сфера, вкупниот полнеж е еднаков на полнежот на надворешната сфера, земен со спротивен знак - (3+)

2) Сложено соединение од катјонски тип, бидејќи полнежот на внатрешната сфера е позитивен.

3) Централниот атом е комплексен агенс - кобалт јон Co, пресметајте го неговото полнење:

: X + 0 4 + (-1) 2 = +1 à X = 0 +2 +1 = +3

4) Сложено соединение од мешан тип, бидејќи содржи различни лиганди; киселински комплекс (Cl - остаток на хлороводородна киселина) и аммин комплекс - амонијак (NH 3 - амонијак неутрално соединение)

6) Име – дихлоротетраамин кобалт(III) хлорид.

1) - нема надворешна сфера

2) Сложено соединение од неутрален тип, бидејќи полнењето на внатрешната сфера = 0.

3) Централниот атом е комплексен агенс - атом на волфрам,

неговото полнење =0

4) Карбонилен комплекс, бидејќи лигандот е неутрална честичка - карбонил - CO;

5) Координативниот број на комплексниот агенс е 6;

6) Име: – хексакарбонил волфрам

Задача 1. Карактеризира сложени соединенија:

а) Li 3 Cr (OH) 6 ]

б) јас 2

в) [Pt Cl 2 (NH 3) 2 ] и дајте им имиња.

Задача 2. Именувај ги сложените соединенија: NO 3,

K 3, Na 3, H, Fe 3 [Cr (CN) 6] 2