Bugun men ushbu yorqin sharh ustida ishladim. Kimgadir foydali bo'lsa, xursand bo'laman. Agar kimdir tushunmasa, hammasi joyida.

Ammiak murakkab birikmalar bo'lib, ularda ligandlarning funktsiyalari ammiak molekulalari NH 3 tomonidan amalga oshiriladi. Ichki sferada ammiak bo'lgan komplekslarning aniqroq nomi aminlardir; ammo NH 3 molekulalari ammiak birikmasining nafaqat ichki, balki tashqi sferasida ham joylashishi mumkin.

Ammoniy tuzlari va ammiak birikmalari odatda tarkibi va ko'p xossalari o'xshash bo'lgan ikki turdagi kompleks birikmalar sifatida qaraladi, birinchisi - kislotali ammiak, ikkinchisi - asosan og'ir metallar tuzlari bilan ammiak.

Ammiak komplekslari odatda metall tuzlari yoki gidroksidlarni ammiak bilan suvli yoki suvsiz eritmalar, yoki bir xil tuzlarni kristall holatda davolash orqali ammiak gazi: Masalan, misning ammiak kompleksi reaksiya natijasida hosil bo'ladi:

Cu 2+ + 4NN 3 → 2+

Ammiak molekulalari va kompleks hosil qiluvchi o'rtasida kimyoviy bog'lanish o'rnatiladi azot atomi orqali, donor bo'lib xizmat qiladi yolg'iz elektronlar juftligi.

Suvli eritmalarda aminokislotalarning hosil bo'lishi ketma-ketlik orqali sodir bo'ladi suv molekulalarini almashtirish akva komplekslarining ichki sohasida ammiak molekulalariga:

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

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

Ammiakning tuz anioni bilan o'zaro ta'siri haqida unutmasligimiz kerak. Mis sulfat va ammiakning suvli eritmasidan mis tetraammoniy hosil bo'lish reaktsiyasi quyidagicha:

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

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

Olingan birikmaning yana bir nomi Shvaytser reaktividir; uning sof shaklida u portlovchi birikma bo'lib, ko'pincha tsellyuloza erituvchisi sifatida va mis-ammiakli tolalarni ishlab chiqarishda ishlatiladi.

Ammiak komplekslari orasida eng barqaror:

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) va boshqalar.

Ammiak molekulani olib tashlaydigan (isitish orqali) yoki yo'q qiladigan (oksidlovchi vosita ta'sirida) har qanday ta'sir bilan yo'q qilinadi. ammiak, kislotali muhitda ammiakni ammoniy kationiga aylantiradi (ammiak kationida yolg'iz elektron juftlari mavjud emas va shuning uchun ligand vazifasini bajara olmaydi) yoki markaziy atomni bog'laydi murakkab, masalan, ozgina eriydigan cho'kma shaklida:

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)

Ammiaklar tarkibi + , 2+ va suvli eritmalardagi barqarorligi bilan farqlanadi, ular analitik kimyo metall ionlarini aniqlash va ajratish uchun.

Mis ammiak qizdirilganda (bosimga qarab - 80 dan 140 ºS gacha) va bosim pasayganda, mis ammiak ammiakni yo'qotishi va mis nitrat ammiak misolida ko'rsatilganidek, tetraammoniy shaklidan diammoniyga o'tishi mumkin. eksperimental ish (2).

Keyinchalik kuchli kimyoviy parchalanish bilan mis nitrat suv, azot va misga parchalanishi mumkin. 1-jadvalda tetraamikat mis nitrat va ammoniy selitrasining qiyosiy tavsiflari keltirilgan.

1-jadval: Tetraammoniy nitrat mis va ammoniy nitratning qiyosiy tavsifi (3)

Modda	Formula	Zichlik (g/sm e)	Shakllanish issiqligi (kal/mol)	Parchalanish reaksiyasi tenglamasi	Parchalanish reaksiyasining issiqligi		Gaz hajmi (l/kg)
					kkal/mol	kkal/kg
Ammoniy nitrat	NH4NO3	1,73	87.3	2H 2 O bug '+N 2 +1/2O 2
Mis nitrat tetraammoniy oksidi	[Cu(NH3) 4 ] (N0 3) 2			6H2O+3N 2 +Cu l

NH 4 N0 3 bilan solishtirganda mis nitrat tetraammoniaatning termal parchalanish issiqligi sezilarli darajada kattaroq (og'irlik birligiga 1,6-1,7 marta) ularda yonish yoki portlash reaktsiyalarini nisbatan oson boshlash mumkinligini ko'rsatadi. 1964 yilda Preller (4) mis (II, kobalt (III) va nikel (II) ammiaklarning sezgirligi va ba'zi portlovchi xususiyatlarini o'rgandi. Bu birikmalar sezilarli portlovchi xususiyatlarga ega ekanligi va ularning portlash tezligi 2400 —3500 m/ sek.

Tadqiqotchilar yonish jarayonini ham o'rganishdi mis nitrat tetraammoniy nitrat. Ushbu birikmaning porlash nuqtasi 20 daraja / min isitish tezligida 288ºS edi. Mis ammiakning yuqori bosimda (kamida 60 atm.) yonish qobiliyati eksperimental tarzda aniqlangan. Bu fakt ilgari surilgan pozitsiyani yana bir bor tasdiqlaydi, unga ko'ra har qanday kimyoviy tizim, unda ekzotermik kimyoviy reaksiya sodir bo'lishi mumkin, tegishli sharoitlarni tanlashda, unda yonish reaktsiyasini targ'ib qilish qobiliyatiga ega bo'lishi kerak.

Tetrammin tarkibida mavjud bo'lgan mis (II) monovalent mis diammonat ishlab chiqarish uchun (I) ga kamaytirilishi mumkin. Bunday reaktsiyaga misol sifatida ko'k mis tetraammonatning xona haroratida mis talaşlari bilan o'zaro ta'siri, ozgina aralashtirish va havo bilan o'zaro ta'sir qilishdir. Reaktsiya paytida Moviy rang yo'qoladi.

(OH) 2 + Cu = 2 (OH)

Atmosfera kislorodi bilan o'zaro ta'sirlashganda kuproz diammonat osongina tetramminga oksidlanadi.

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

Xulosa: Bunday ish ancha oldin amalga oshirilishi kerak edi. Og'ir metallarning, xususan misning ammiak birikmalari bo'yicha katta bilim qatlami ko'rib chiqildi, bu bizning ishlanmalarimiz va tadqiqotlarimizga qo'shimcha ravishda o'rganishga arziydi.

Buning yorqin misoli - SERGEEVAALEXANDRA ALEXANDROVNAning ushbu mavzudagi dissertatsiyasi: « AMMONIATLARNING FOTOSINTEZGA, Qishloq xo‘jalik ekinlari mahsuldorligiga va o‘g‘itlardan FOYDALANISH SAMARALIGIGA TA’SIRI” mavzusida o‘simliklarning mahsuldorligi va fotosintezini yaxshilash uchun og‘ir metal ammiakidan o‘g‘it sifatida foydalanishning afzalliklari har tomonlama isbotlangan.

Foydalanilgan adabiyotlar roʻyxati:

1. http://ru.wikipedia.org saytidan materiallar
2. Mis (II) nitrat ammiaklari Cu(NH3)4(NO3)2 va Cu(NH3)2(NO3)2. Past bosim ostida termoliz. S.S. Dyukarev, I.V. Morozov, L.N. Reshetova, O.V. Guz, I.V. Arxangelskiy, Yu.M. Korenev, F.M. Spiridonov. Inorg.Chem jurnali. 1999 yil
3. Zh 9, 1968 yil UDC 542.4: 541.49 MIS VA KOBALT NITRATLI AMMONIAKATLARNING YONISH QABILATINI O'rganish. A. A. Shidlovskiy va V. V. Gorbunov
4. N. R g e 11 e g, Explosivsto "f., 12, 8, 173 (1964)
5. http://www.alhimik.ru saytidan materiallar. Asboblar to'plami talabalar uchun (MITHT)
6. http://chemistry-chemists.com saytidan o'quv mashg'ulotlari

Kimyo testi - kompleks birikmalar - TEZKOR! va eng yaxshi javobni oldi

Nik[guru] tomonidan javob
Ba'zi savollar noto'g'ri berilgan, masalan, 7,12,27. Shuning uchun javoblar ogohlantirishlarni o'z ichiga oladi.
1. +2 kompleks ionida kompleks hosil qiluvchining koordinatsion soni qancha?
AT 6
2. Kompleks ion 2+ tarkibidagi kompleks hosil qiluvchining koordinatsion soni nechaga teng?
B) 6
3. Kompleks ion 2+ tarkibidagi kompleks hosil qiluvchining koordinatsion soni nechaga teng
B) 4
4. Kompleks ion + dagi Cu²+ ning koordinatsion soni qancha?
B) 4
5. Kompleks iondagi kompleks hosil qiluvchining koordinatsion soni nechaga teng: +4?
B) 6
6. Kompleks birikma K4 tarkibidagi markaziy ionning zaryadini aniqlang
B) +2
7. Kompleks ionning zaryadi qanday?
B) +2 – agar kompleks hosil qiluvchi Cu (II) deb faraz qilsak.
8. Temir tuzlari orasidan murakkab tuzni aniqlang:
A) K3
9. Kompleks 2+ ionidagi Pt4+ ning koordinatsion soni qancha?
A) 4
10. K2 kompleks ionining zaryadini aniqlang?
B) +2
11. Tetraammin mis (II) dixlorid nomiga qaysi molekula mos keladi?
B) Cl2
12. Kompleks ionning zaryadi qanday?
D) +3 – agar kompleks hosil qiluvchi Cr (III) deb faraz qilsak.
13. Mis (II) tuzlari orasidan kompleks tuzni aniqlang:
B) K2
14. Kompleks ion + tarkibidagi Co3+ ning koordinatsion soni qancha?
B) 6
15. Kompleks birikma K3 tarkibidagi kompleks hosil qiluvchining zaryadini aniqlang?
D) +3
16. Kaliy tetraiodogidrat (II) nomiga qaysi molekula mos keladi?
A) K2
17. Kompleks ionning zaryadi qanday?
AT 2
18. Nikel (II) tuzlari orasidan kompleks tuzni aniqlang:
B) SO4
19. -3 kompleks ionidagi Fe3+ ning koordinatsion soni qancha?
AT 6
20. Kompleks birikma K3 tarkibidagi kompleks hosil qiluvchining zaryadini aniqlang?
B) +3
21. Kumush diamin xlorid (I) nomiga qaysi molekula mos keladi?
B) Cl
22. K4 kompleks ionining zaryadi qanday?
B) -4
23. Rux tuzlari orasidan murakkab tuzni aniqlang
B) Na2
24. 4+ kompleks ionida Pd4+ ning koordinatsion soni qancha?
D) 6
25. H2 kompleks birikmasida kompleks hosil qiluvchining zaryadini aniqlang?
B) +2
26. Kaliy geksatsianoferrat (II) nomiga qaysi molekula mos keladi?
D) K4
27. Kompleks ionning zaryadi qanday?
D) -2 - agar kompleks hosil qiluvchi vosita Co (II) deb faraz qilsak.
27. Xrom (III) birikmalari orasidan kompleks birikmani aniqlang
B) [Cr (H2O) 2(NH3)4]Cl3
28. NO3 kompleks ionidagi kobaltning (III) koordinatsion soni qancha?
B) 6
29. Kompleks birikma Cl2 tarkibidagi kompleks hosil qiluvchining zaryadini aniqlang
A) +3
30. Natriy tetraiodopalladat (II) nomiga qaysi molekula mos keladi?
D) Na2

dan javob Jeyms Bond[yangi]
Ey Xudo

dan javob Mushukcha...[guru]
№ 30 oxirgi

Kompleks birikmalar komplekslarning zaryadiga ko'ra tasniflanadi: katyonik - 2+, anionik - 3-, neytral - 0;

tarkibi va kimyoviy xossalari bo'yicha: kislotalar - H, asoslar - OH, tuzlar - SO4;

ligandlar turi bo'yicha: gidroksokomplekslar - K2, akvakomplekslar - Cl3, kislota komplekslari (ligandlar - kislota anionlari) - K4, aralash turdagi komplekslar - K, Cl4.

Komplekslarning nomlari asos qilib olingan umumiy qoidalar IUPAC: o'ngdan chapga o'qiladi va yoziladi, ligandlar - oxiri bilan - o, anionlar - oxiri bilan - at. Ba'zi ligandlarning maxsus nomlari bo'lishi mumkin. Masalan, H2O va NH3 ligand molekulalari mos ravishda aquo va amin deb ataladi.

Kompleks kationlar. Birinchidan, "o" tugaydigan ichki sferaning manfiy zaryadlangan ligandlari deyiladi (xloro-, bromo-, nitro-, rhodano- va boshqalar). Agar ularning soni birdan ortiq bo'lsa, ligandlar nomlaridan oldin di-, tri-, tetra-, penta-, hexa- va hokazo raqamlar qo'shiladi. Keyin neytral ligandlar nomlanadi, suv molekulasi "aquo" va ammiak molekulasi "ammin" deb ataladi. Agar neytral ligandlar soni birdan ortiq bo'lsa, u holda di-, tri-, tetra- va hokazo raqamlar qo'shiladi.

Kompleks birikmalarning nomenklaturasi

Murakkab birikmani nomlashda uning formulasi o‘ngdan chapga qarab o‘qiladi. Keling, aniq misollarni ko'rib chiqaylik:

Anion komplekslari

Kationik komplekslar

K3 kaliy geksasiyanoferrat (III)

Natriy tetrahidroksialyuminat

Na3 natriy geksanitrokobaltat (III)

SO4 tetraammin mis (II) sulfat

Cl3 geksaakvaxrom (III) xlorid

OH diaminekumush (I) gidroksidi

Kompleks birikmalar nomlarida bir xil ligandlar soni sonli prefikslar bilan ko'rsatiladi, ular ligandlar nomlari bilan birga yoziladi: 2 - di, 3 - uch, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - heksa, 7 - hepta, 8 - okta.

Manfiy zaryadlangan ligandlar, turli kislotalarning anionlari nomlari anionning toʻliq nomi (yoki nomning ildizi) va -o unlisi bilan tugashidan iborat. Masalan:

I-yodo-

H-gidrido-

CO32-karbonat-

Ligandlar vazifasini bajaradigan ba'zi anionlar maxsus nomlarga ega:

OH-gidroksi-

S2-tio-

CN-siyano-

NO-nitrozo-

NO2-nitro-

Neytral ligandlar nomlarida maxsus prefikslar odatda ishlatilmaydi, masalan: N2H4 - gidrazin, C2H4 - etilen, C5H5N - piridin.

An'anaga ko'ra, oz sonli ligandlar uchun maxsus nomlar qoldirilgan: H2O - aqua-, NH3 - amin, CO - karbonil, NO - nitrosil.

Musbat zaryadlangan ligandlarning nomlari -i harfi bilan tugaydi: NO+ - nitrosiliy, NO2+ - nitroyliy va boshqalar.

Agar kompleks hosil qiluvchi element kompleks anion tarkibiga kirsa, u holda element nomining ildiziga (rus yoki lotin) -at qo'shimchasi qo'shiladi va qavs ichida kompleks hosil qiluvchi elementning oksidlanish darajasi ko'rsatiladi. (Misollar yuqoridagi jadvalda keltirilgan). Agar kompleks hosil qiluvchi element murakkab katin yoki tashqi sferasi bo'lmagan neytral kompleksning bir qismi bo'lsa, u holda elementning ruscha nomi uning oksidlanish darajasini ko'rsatadigan nomda qoladi. Masalan: - tetrakarbonilnikel(0).

Ko'pgina organik ligandlar murakkab tarkibga ega, shuning uchun ular ishtirokida komplekslar uchun formulalar tuzishda qulaylik uchun ularning harf belgilaridan foydalaniladi:

C2O42-oksalato-ox

C5H5N piridin py

(NH2)2CO karbamid ur

NH2CH2CH2NH2 etilendiamin uz

C5H5-siklopentadienil-cp

Umumiy kimyo: darslik / A. V. Jolnin; tomonidan tahrirlangan V. A. Popkova, A. V. Jolnina. - 2012. - 400 b.: kasal.

7-bob. KOMPLEKS ALOQALAR

7-bob. KOMPLEKS ALOQALAR

Murakkab tuzuvchi elementlar hayotning tashkilotchilaridir.

K. B. Yatsimirskiy

Kompleks birikmalar birikmalarning eng keng va xilma-xil sinfidir. Tirik organizmlar tarkibida biogen metallarning oqsillar, aminokislotalar, porfirinlar, nuklein kislotalar, uglevodlar va makrosiklik birikmalar bilan murakkab birikmalari mavjud. Eng muhim hayotiy jarayonlar murakkab birikmalar ishtirokida sodir bo'ladi. Ulardan ba'zilari (gemoglobin, xlorofill, gemosiyanin, vitamin B 12 va boshqalar) biokimyoviy jarayonlarda muhim rol o'ynaydi. Ko'pgina dorilar tarkibida metall komplekslari mavjud. Masalan, insulin (sink kompleksi), vitamin B 12 (kobalt kompleksi), platinol (platina kompleksi) va boshqalar.

7.1. A.VERNERNING KOORDINASYON NAZARIYASI

Kompleks birikmalarning tuzilishi

Zarrachalar o'zaro ta'sirlashganda, zarrachalarning o'zaro koordinatsiyasi kuzatiladi, bu murakkab hosil bo'lish jarayoni sifatida belgilanishi mumkin. Masalan, ionlarning hidratsiyasi jarayoni akvakomplekslarning hosil bo'lishi bilan tugaydi. Komplekslanish reaktsiyalari elektron juftlarning o'tkazilishi bilan birga keladi va birikmalarning shakllanishiga yoki yo'q qilinishiga olib keladi. yuqori tartib, murakkab (koordinatsion) birikmalar deb ataladi. Kompleks birikmalarning o'ziga xos xususiyati ularda donor-akseptor mexanizmiga ko'ra paydo bo'ladigan koordinatsion bog'lanishning mavjudligi:

Kompleks birikmalar kristall holatda ham, eritmada ham mavjud bo'lgan birikmalardir

bu ligandlar bilan o'ralgan markaziy atomning mavjudligi. Murakkab birikmalarni eritmada mustaqil mavjud bo'lishga qodir oddiy molekulalardan tashkil topgan yuqori tartibli murakkab birikmalar deb hisoblash mumkin.

Vernerning koordinatsiya nazariyasiga ko'ra, kompleks birikma ga bo'linadi ichki Va tashqi soha. Markaziy atom atrofdagi ligandlari bilan kompleksning ichki sferasini tashkil qiladi. Odatda kvadrat qavslar ichiga olinadi. Kompleks birikmadagi qolgan hamma narsa tashqi sferani tashkil qiladi va kvadrat qavslar tashqarisida yoziladi. Belgilangan markaziy atom atrofida ma'lum miqdordagi ligandlar joylashadi muvofiqlashtirish raqami(kch). Koordinatsion ligandlar soni ko'pincha 6 yoki 4 tani tashkil qiladi. Ligand markaziy atomga yaqin koordinatsion joyni egallaydi. Koordinatsiya ligandlarning ham, markaziy atomning ham xususiyatlarini o'zgartiradi. Ko'pincha muvofiqlashtirilgan ligandlarni erkin holatda ularga xos bo'lgan kimyoviy reaktsiyalar yordamida aniqlab bo'lmaydi. Ichki sferaning yanada qattiq bog'langan zarralari deyiladi kompleks (murakkab ion). Markaziy atom va ligandlar o'rtasida jozibador kuchlar (kovalent bog'lanish almashinuv va (yoki) donor-akseptor mexanizmi orqali hosil bo'ladi) va ligandlar o'rtasida itaruvchi kuchlar mavjud. Agar ichki sferaning zaryadi 0 ga teng bo'lsa, tashqi koordinatsion sfera yo'q.

Markaziy atom (komplekslashtiruvchi)- murakkab birikmada markaziy o'rinni egallagan atom yoki ion. Komplekslashtiruvchi vosita rolini ko'pincha erkin orbitallarga va etarlicha katta musbat yadro zaryadiga ega bo'lgan zarralar bajaradi va shuning uchun elektron qabul qiluvchi bo'lishi mumkin. Bu o'tish elementlarining kationlari. Eng kuchli komplekslashtiruvchi moddalar IB va VIIIB guruhlari elementlari hisoblanadi. Kamdan-kam hollarda komplekslashtiruvchi vosita sifatida

Asosiy agentlar d-elementlarning neytral atomlari va turli darajadagi oksidlanish darajasidagi metall bo'lmagan atomlardir - . Kompleks tuzuvchi tomonidan taqdim etilgan erkin atom orbitallari soni uning koordinatsion raqamini aniqlaydi. Koordinatsion raqamning qiymati ko'plab omillarga bog'liq, lekin odatda u kompleks hosil qiluvchi ion zaryadining ikki barobariga teng:

Ligandlar- kompleks hosil qiluvchi agent bilan bevosita bog'liq bo'lgan va elektron juftlarning donorlari bo'lgan ionlar yoki molekulalar. Erkin va mobil elektron juftlariga ega bo'lgan elektronga boy tizimlar elektron donorlar bo'lishi mumkin, masalan:

P-elementlarning birikmalari kompleks hosil qiluvchi xususiyatni namoyon qiladi va kompleks birikmada ligand vazifasini bajaradi. Ligandlar atomlar va molekulalar (oqsillar, aminokislotalar, nuklein kislotalar, uglevodlar). Ligandlarning kompleks hosil qiluvchi bilan hosil qilgan bogʻlanish soniga koʻra ligandlar mono-, ikki- va polidentatli ligandlarga boʻlinadi. Yuqoridagi ligandlar (molekulalar va anionlar) monodentatdir, chunki ular bitta elektron juftining donorlaridir. Bidentat ligandlari ikkita elektron juftini berishga qodir bo'lgan ikkita funktsional guruhni o'z ichiga olgan molekulalar yoki ionlarni o'z ichiga oladi:

Polidentatli ligandlarga 6 tishli etilendiamintetraasetik kislota ligandlari kiradi:

Kompleks birikmaning ichki sferasida har bir ligand egallagan joylar soni deyiladi ligandning koordinatsion qobiliyati (dentat). U markaziy atom bilan koordinatsion aloqa hosil qilishda ishtirok etuvchi ligandning elektron juftlari soni bilan aniqlanadi.

Murakkab birikmalarga qo'shimcha ravishda, koordinatsion kimyo suvli eritmada tarkibiy qismlarga ajraladigan qo'sh tuzlarni, kristalli gidratlarni o'z ichiga oladi, ular qattiq holatda ko'p hollarda murakkablarga o'xshash tuzilgan, ammo beqaror.

Tarkibi va funktsiyalari bo'yicha eng barqaror va xilma-xil komplekslarni d-elementlar hosil qiladi. Ayniqsa katta ahamiyatga ega o'tish elementlarining murakkab birikmalariga ega: temir, marganets, titan, kobalt, mis, sink va molibden. Biogen s-elementlar (Na, K, Mg, Ca) faqat ma'lum bir siklik tuzilishga ega ligandlar bilan kompleks birikmalar hosil qiladi, shuningdek, kompleks hosil qiluvchi vosita sifatida ishlaydi. Asosiy qism R-elementlar (N, P, S, O) kompleks hosil qiluvchi zarralar (ligandlar), shu jumladan bioligandlarning faol faol qismidir. Bu ularning biologik ahamiyati.

Shuning uchun komplekslar hosil qilish qobiliyati kimyoviy elementlarning umumiy xususiyatidir davriy jadval, bu qobiliyat quyidagi tartibda kamayadi: f> d> p> s.

7.2. MURAKKAL BIRIKMALARNING ASOSIY zarrachalarining zaryadini aniqlash.

Kompleks birikmaning ichki sferasi zaryadi uni hosil qiluvchi zarrachalar zaryadlarining algebraik yig'indisidir. Masalan, kompleks zaryadining kattaligi va belgisi quyidagicha aniqlanadi. Alyuminiy ionining zaryadi +3, oltita gidroksid ionining umumiy zaryadi -6 ga teng. Demak, kompleksning zaryadi (+3) + (-6) = -3 va kompleks formulasi 3- ga teng. Kompleks ionning zaryadi son jihatdan tashqi sferaning umumiy zaryadiga teng va ishorasi qarama-qarshidir. Masalan, K 3 tashqi sharning zaryadi +3 ga teng. Shuning uchun kompleks ionning zaryadi -3 ga teng. Kompleks hosil qiluvchining zaryadi kattaligi bo'yicha teng va kompleks birikmaning boshqa barcha zarrachalari zaryadlarining algebraik yig'indisiga qarama-qarshidir. Demak, K 3 da temir ionining zaryadi +3 ga teng, chunki kompleks birikmaning barcha boshqa zarralarining umumiy zaryadi (+3) + (-6) = -3 ga teng.

7.3. KOMPLEKS BOGLANISHLARNING NOMENKLATURASI

Nomenklatura asoslari Vernerning klassik asarlarida ishlab chiqilgan. Ularga muvofiq kompleks birikmada avval kation, keyin esa anion deyiladi. Agar birikma elektrolit bo'lmagan turdagi bo'lsa, u bir so'z bilan deyiladi. Murakkab ionning nomi bir so'z bilan yoziladi.

Neytral ligand molekula bilan bir xil nomlanadi va anion ligandlariga "o" qo'shiladi. Muvofiqlashtirilgan suv molekulasi uchun "aqua-" belgisi qo'llaniladi. Kompleksning ichki sferasidagi bir xil ligandlar sonini ko'rsatish uchun ligandlar nomi oldidan old qo'shimcha sifatida di-, tri-, tetra-, penta-, heksa- va hokazo yunon raqamlari qo'llaniladi. Monone prefiksi ishlatiladi. Ligandlar alifbo tartibida berilgan. Ligandning nomi bir butun sifatida qaraladi. Ligand nomidan keyin qavs ichida rim raqamlari bilan ko'rsatilgan oksidlanish darajasi ko'rsatilgan markaziy atomning nomi keladi. Ammin so'zi (ikki "m" bilan) ammiak bilan bog'liq holda yozilgan. Boshqa barcha aminlar uchun faqat bitta "m" ishlatiladi.

C1 3 - geksamin kobalt (III) xlorid.

C1 3 - akvapentammin kobalt (III) xlorid.

Cl 2 - pentametilammin xlorokobalt (III) xlorid.

Diamminedibromoplatin (II).

Agar kompleks ion anion bo'lsa, uning lotincha nomi "am" oxiriga ega.

(NH 4) 2 - ammoniy tetrakloropalladat (II).

K - kaliy pentabromoammin platinat (IV).

K 2 - kaliy tetrarodanokobaltat (II).

Murakkab ligandning nomi odatda qavs ichiga olinadi.

NO 3 - dikloro-di-(etilendiamin) kobalt (III) nitrat.

Br - bromo-tris-(trifenilfosfin) platina (II) bromid.

Ligand ikkita markaziy ionni bog'lagan hollarda uning nomidan oldin yunoncha harf ishlatiladiμ.

Bunday ligandlar deyiladi ko'prik va oxirgi ro'yxatga kiritilgan.

7.4. KIMYOVIY BOGLANISHI VA MUKAMMAL BIRIKMALARNING TUZILISHI

Kompleks birikmalar hosil bo'lishida ligand va markaziy atom o'rtasidagi donor-akseptor o'zaro ta'siri muhim rol o'ynaydi. Elektron juft donor odatda liganddir. Akseptor - bu erkin orbitallarga ega bo'lgan markaziy atom. Bu bog'lanish kuchli bo'lib, kompleks eritilganda (nonionik) buzilmaydi va u deyiladi muvofiqlashtirish.

O-bog'lar bilan bir qatorda donor-akseptor mexanizmiga ko'ra p-bog'lar hosil bo'ladi. Bunda donor metall ioni bo'lib, u o'zining juftlashgan d-elektronlarini energetik jihatdan qulay bo'sh orbitallarga ega bo'lgan ligandga beradi. Bunday bog'lanishlar dativ deb ataladi. Ular shakllanadi:

a) metallning bo'sh bo'lgan p-orbitallari metallning d-orbitali bilan ustma-ust tushishi tufayli, tarkibida s bog'lanishga kirmagan elektronlar mavjud;

b) ligandning bo'sh d-orbitallari metallning to'ldirilgan d-orbitallari bilan ustma-ust tushganda.

Uning kuchining o'lchovi ligand va markaziy atom orbitallarining bir-biriga yopishish darajasidir. Markaziy atomning bog'lanish yo'nalishi kompleksning geometriyasini belgilaydi. Bog'larning yo'nalishini tushuntirish uchun markaziy atomning atom orbitallarining gibridlanishi haqidagi g'oyalar qo'llaniladi. Markaziy atomning gibrid orbitallari teng bo'lmagan atom orbitallarini aralashtirish natijasidir, natijada orbitallarning shakli va energiyasi o'zaro o'zgaradi va yangi orbitallar hosil bo'ladi. bir xil shakl va energiya. Gibrid orbitallar soni har doim asl orbitallar soniga teng. Gibrid bulutlar atomda bir-biridan maksimal masofada joylashgan (7.1-jadval).

7.1-jadval. Kompleks tuzuvchining atom orbitallarining gibridlanish turlari va ba'zi kompleks birikmalarning geometriyasi.

Kompleksning fazoviy tuzilishi valentlik orbitallarining gibridlanish turi va uning valentlik energiya darajasidagi yolg'iz elektron juftlarining soni bilan belgilanadi.

Ligand va kompleks hosil qiluvchi vosita o'rtasidagi donor-akseptor o'zaro ta'sirining samaradorligi va shuning uchun ular orasidagi bog'lanishning mustahkamligi (kompleksning barqarorligi) ularning qutblanish qobiliyati bilan belgilanadi, ya'ni. ularning elektron qobiqlarini tashqi ta'sir ostida o'zgartirish qobiliyati. Ushbu mezon asosida reaktivlar bo'linadi "qattiq" yoki past polarizatsiyali, va "yumshoq" - oson qutblanish mumkin. Atom, molekula yoki ionning qutbliligi uning kattaligiga va elektron qatlamlar soniga bog'liq. Zarrachaning radiusi va elektronlari qanchalik kichik bo'lsa, u kamroq qutblangan bo'ladi. Zarrachaning radiusi qanchalik kichik bo'lsa va elektronlar qancha kam bo'lsa, u shunchalik yomon qutblanadi.

Qattiq kislotalar ligandlarning elektron manfiy O, N, F atomlari (qattiq asoslar) bilan kuchli (qattiq) komplekslar, yumshoq kislotalar esa elektronegativligi past va yuqori bo'lgan ligandlarning donor P, S va I atomlari bilan kuchli (yumshoq) komplekslar hosil qiladi. qutblanish qobiliyati. Biz bu erda "o'xshash bilan o'xshash" umumiy tamoyilining ko'rinishini ko'ramiz.

Natriy va kaliy ionlari qattiqligi tufayli biosubstratlar bilan amalda barqaror komplekslar hosil qilmaydi va fiziologik muhitda suv komplekslari shaklida topiladi. Ca 2 + va Mg 2 + ionlari oqsillar bilan etarlicha barqaror komplekslar hosil qiladi va shuning uchun ham ionli, ham bog'langan holatda fiziologik muhitda topiladi.

d-elementlarning ionlari biosubstratlar (oqsillar) bilan kuchli komplekslar hosil qiladi. Yumshoq kislotalar esa Cd, Pb, Hg juda zaharli hisoblanadi. Ular R-SH sulfhidril guruhlarini o'z ichiga olgan oqsillar bilan kuchli komplekslar hosil qiladi:

Sianid ioni zaharli hisoblanadi. Yumshoq ligand biosubstratlar bilan komplekslarda d-metallar bilan faol ta'sir o'tkazadi, ikkinchisini faollashtiradi.

7.5. MUKAMMEK BIRIKMALARNING DISOSIYASI. KOMPLEKSLARNING BARQARORLIGI. LABIL VA INERT KOMPLEKSLAR

Murakkab birikmalar suvda eritilganda, ular odatda kuchli elektrolitlar kabi tashqi va ichki sfera ionlariga parchalanadi, chunki bu ionlar ionogen, asosan elektrostatik kuchlar bilan bog'langan. Bu murakkab birikmalarning birlamchi dissotsiatsiyasi sifatida baholanadi.

Kompleks birikmaning ikkilamchi dissotsiatsiyasi ichki sferaning uning tarkibiy qismlariga parchalanishidir. Bu jarayon kuchsiz elektrolitlar kabi sodir bo'ladi, chunki ichki sfera zarralari noionik (kovalent aloqalar bilan) bog'langan. Dissotsiatsiya bosqichma-bosqich xarakterga ega:

Murakkab birikmaning ichki sferasi barqarorligini sifat jihatidan tavsiflash uchun uning to'liq dissotsiatsiyasini tavsiflovchi muvozanat konstantasi qo'llaniladi. kompleksning beqarorlik konstantasi(Kn). Murakkab anion uchun beqarorlik konstantasining ifodasi quyidagi ko'rinishga ega:

Kn qiymati qanchalik past bo'lsa, kompleks birikmaning ichki sferasi shunchalik barqaror bo'ladi, ya'ni. suvli eritmada kamroq dissotsilanadi. So'nggi paytlarda Kn o'rniga barqarorlik konstantasining qiymati (Ku) qo'llaniladi - Kn ning o'zaro. Ku qiymati qanchalik yuqori bo'lsa, kompleks yanada barqaror.

Barqarorlik konstantalari ligand almashinuvi jarayonlarining yo'nalishini oldindan aytish imkonini beradi.

Suvli eritmada metall ioni akvakomplekslar shaklida mavjud: 2 + - heksaquatik temir (II), 2 + - tetraaqua mis (II). Gidratlangan ionlar uchun formulalarni yozishda biz hidratsiya qobig'ining muvofiqlashtirilgan suv molekulalarini ko'rsatmaymiz, lekin biz ularni nazarda tutamiz. Metall ioni va har qanday ligand o'rtasida kompleks hosil bo'lishi ichki koordinatsion sferadagi suv molekulasining ushbu ligand bilan almashinishi reaktsiyasi sifatida qaraladi.

Ligand almashinish reaksiyalari S N -Tip reaksiyalar mexanizmiga ko'ra boradi. Masalan:

7.2-jadvalda keltirilgan barqarorlik konstantalarining qiymatlari shuni ko'rsatadiki, kompleks hosil bo'lish jarayoni tufayli suvli eritmalarda ionlarning kuchli bog'lanishi sodir bo'ladi, bu bog'lovchi ionlar uchun, ayniqsa polidentat ligandlari bilan bog'lanish uchun ushbu turdagi reaktsiyalardan foydalanish samaradorligini ko'rsatadi.

7.2-jadval. Zirkonyum komplekslarining barqarorligi

Ion almashinish reaktsiyalaridan farqli o'laroq, kompleks birikmalarning hosil bo'lishi ko'pincha yarim lahzali jarayon emas. Misol uchun, temir (III) nitrilotrimetilenfosfon kislotasi bilan reaksiyaga kirishganda, muvozanat 4 kundan keyin o'rnatiladi. Komplekslarning kinetik xarakteristikalari uchun quyidagi tushunchalar qo'llaniladi: labil(tezkor reaksiya) va inert(reaksiya qilish sekin). Labil komplekslar, G.Taube taklifiga ko'ra, xona haroratida va 0,1 M eritma konsentratsiyasida ligandlarni to'liq almashinadiganlar deb hisoblanadilar. Termodinamik tushunchalarni aniq ajratish kerak [kuchli (barqaror)/. mo'rt (beqaror)] va kinetik [ inert va labil] komplekslar.

Labil komplekslarda ligandlarning almashinishi tez sodir bo'ladi va muvozanat tezda o'rnatiladi. Inert komplekslarda ligandlarni almashtirish sekin sodir bo'ladi.

Demak, kislotali muhitdagi inert kompleks 2+ termodinamik jihatdan beqaror: beqarorlik konstantasi 10 -6, labil kompleks 2- juda barqaror: barqarorlik konstantasi 10 -30. Taube komplekslarning labilligini markaziy atomning elektron tuzilishi bilan bog'laydi. Komplekslarning inertligi asosan to'liq bo'lmagan d-qobiqli ionlarga xosdir. Inert komplekslarga Co va Cr komplekslari kiradi. Tashqi s 2 p 6 darajali ko'p kationlarning siyanid komplekslari labildir.

7.6. KOMPLEKSLARNING KIMYOVIY XUSUSIYATLARI

Komplekslanish jarayonlari kompleksni tashkil etuvchi barcha zarrachalarning xossalariga amalda ta'sir qiladi. Ligand va kompleks hosil qiluvchi o'rtasidagi bog'larning mustahkamligi qanchalik yuqori bo'lsa, markaziy atom va ligandlarning xossalari eritmada shunchalik kam namoyon bo'ladi va kompleksning xususiyatlari sezilarli bo'ladi.

Murakkab birikmalar markaziy atomning koordinatsion to'yinmaganligi (erkin orbitallar mavjud) va ligandlarning erkin elektron juftlarining mavjudligi natijasida kimyoviy va biologik faollikni namoyon qiladi. Bunda kompleks markaziy atom va ligandlar xossalaridan farq qiluvchi elektrofil va nukleofil xususiyatlarga ega.

Kompleksning hidratsion qobig'i tuzilishining kimyoviy va biologik faollikka ta'sirini hisobga olish kerak. Ta'lim jarayoni

Komplekslarning hosil bo'lishi kompleks birikmaning kislota-asos xususiyatlariga ta'sir qiladi. Murakkab kislotalarning hosil bo'lishi mos ravishda kislota yoki asosning kuchini oshirish bilan birga keladi. Shunday qilib, oddiylardan murakkab kislotalar hosil bo'lganda, H + ionlari bilan bog'lanish energiyasi kamayadi va shunga mos ravishda kislotaning kuchi ortadi. Agar OH - ioni tashqi sferada joylashgan bo'lsa, u holda kompleks kation bilan tashqi sfera gidroksid ioni orasidagi bog'lanish kamayadi va kompleksning asosiy xossalari ortadi. Masalan, mis gidroksid Cu(OH) 2 zaif, kam eriydigan asosdir. Ammiak ta'sirida mis ammiak (OH) 2 hosil bo'ladi. Cu 2+ ga nisbatan 2+ zaryad zichligi pasayadi, OH - ionlari bilan bog'lanish zaiflashadi va (OH) 2 o'zini kuchli asos sifatida tutadi. Murakkab tuzuvchi bilan bog‘langan ligandlarning kislota-asos xossalari, odatda, erkin holatdagi kislota-asos xossalariga qaraganda ancha yaqqol namoyon bo‘ladi. Masalan, gemoglobin (Hb) yoki oksigemoglobin (HbO 2) namoyon bo'ladi. kislota xossalari NNb ↔ N + + Hb - ligand bo'lgan globin oqsilining erkin karboksil guruhlari tufayli. Shu bilan birga, gemoglobin anioni, globin oqsilining aminokislotalari tufayli, asosiy xususiyatlarni namoyon qiladi va shuning uchun kislotali oksidi CO 2 ni bog'lab, karbaminohemoglobin anionini (HbCO 2 -) hosil qiladi: CO 2 + Hb - ↔ HbCO 2 - .

Komplekslar barqaror oksidlanish darajalarini hosil qiluvchi kompleks hosil qiluvchi moddaning oksidlanish-qaytarilish-qaytarilish o'zgarishlari tufayli oksidlanish-qaytarilish xossalarini namoyon qiladi. Murakkablanish jarayoni d-elementlarning pasayish potentsiallarining qiymatlariga kuchli ta'sir qiladi. Agar kationlarning qaytarilgan shakli oksidlangan shakliga qaraganda ma'lum ligand bilan barqarorroq kompleks hosil qilsa, u holda potensial kuchayadi. Potensialning pasayishi oksidlangan shakl yanada barqaror kompleks hosil qilganda sodir bo'ladi. Masalan, oksidlovchi moddalar: nitritlar, nitratlar, NO 2, H 2 O 2 ta'sirida gemoglobin markaziy atomning oksidlanishi natijasida methemoglobinga aylanadi.

Oltinchi orbital oksigemoglobin hosil qilishda ishlatiladi. Xuddi shu orbital uglerod oksidi bilan bog'lanishda ishtirok etadi. Natijada temir bilan makrosiklik kompleks hosil bo'ladi - karboksigemoglobin. Bu kompleks gem tarkibidagi temir-kislorod kompleksidan 200 marta barqaror.

Guruch. 7.1. Gemoglobinning inson organizmidagi kimyoviy o'zgarishlari. Kitobdan sxema: Slesarev V.I. Tirik kimyo asoslari, 2000 yil

Kompleks ionlarning hosil bo'lishi kompleks hosil qiluvchi ionlarning katalitik faolligiga ta'sir qiladi. Ba'zi hollarda faollik kuchayadi. Bu eritmada oraliq mahsulotlarni yaratishda ishtirok etishi va reaksiyaning faollashuv energiyasini kamaytirishi mumkin bo'lgan yirik strukturaviy tizimlarning shakllanishi bilan bog'liq. Misol uchun, H 2 O 2 ga Cu 2+ yoki NH 3 qo'shilsa, parchalanish jarayoni tezlashmaydi. Ishqoriy muhitda hosil bo'lgan 2+ kompleksi mavjudligida vodorod peroksidning parchalanishi 40 million marta tezlashadi.

Shunday qilib, gemoglobin bo'yicha biz murakkab birikmalarning xususiyatlarini ko'rib chiqishimiz mumkin: kislota-asos, kompleks hosil qilish va oksidlanish-qaytarilish.

7.7. MURAKKAL BOGLANISHLARNING TASNIFI

Murakkab birikmalarni tasniflashning bir nechta tizimlari mavjud bo'lib, ular turli printsiplarga asoslanadi.

1. Kompleks birikmaning ma’lum birikmalar sinfiga mansubligiga ko‘ra:

Murakkab kislotalar H 2;

OH kompleks asoslari;

Murakkab tuzlar K4.

2. Ligandning tabiatiga ko‘ra: akvakomplekslar, ammiak, atsidokomplekslar (turli kislotalarning anionlari, K 4 ligandlar vazifasini bajaradi; gidroksokomplekslar (gidroksil guruhlar, K 3 ligandlar vazifasini bajaradi); makrosiklik ligandlar bo‘lgan komplekslar, ular ichida markaziy. atom.

3.Kompleks zaryadining belgisiga ko'ra: Cl 3 kompleks birikmasida katyonik - kompleks kation; anion - K kompleks birikmasida kompleks anion; neytral - kompleksning zaryadi 0. Kompleks birikmaning tashqi sferasi yo'q, masalan. Bu saratonga qarshi dori formulasi.

4.Kompleksning ichki tuzilishiga ko'ra:

a) kompleks hosil qiluvchi atomlar soniga qarab: bir yadroli- kompleks zarrachada kompleks hosil qiluvchining bitta atomi bor, masalan, Cl 3; ko'p yadroli- murakkab zarrachada kompleks hosil qiluvchi - temir-oqsil kompleksining bir nechta atomlari mavjud:

b) ligandlar turlarining soniga qarab komplekslar ajratiladi: bir jinsli. (yagona ligand), ligandning bir turini o'z ichiga oladi, masalan, 2+ va o'xshash emas (ko'p ligand)- ikki yoki undan ortiq turdagi ligandlar, masalan, Pt(NH 3) 2 Cl 2. Kompleks tarkibiga NH 3 va Cl - ligandlari kiradi. Ichki sferada turli ligandlarni o'z ichiga olgan murakkab birikmalar bilan tavsiflanadi geometrik izomeriya, ichki sferaning bir xil tarkibi bilan undagi ligandlar bir-biriga nisbatan boshqacha joylashganda.

Kompleks birikmalarning geometrik izomerlari nafaqat fizik va kimyoviy xossalari, balki biologik faolligi bilan ham farqlanadi. Pt(NH 3) 2 Cl 2 ning sis izomeri aniq o'smaga qarshi faollikka ega, lekin trans izomeri yo'q;

v) mononuklear komplekslarni tashkil etuvchi ligandlarning dentsityiga qarab guruhlarni ajratish mumkin:

Bir yadroli komplekslar monodentat ligandlari bilan, masalan, 3+;

Polidentat ligandlari bo'lgan bir yadroli komplekslar. Polidentat ligandlari bo'lgan murakkab birikmalar deyiladi xelat birikmalari;

d) kompleks birikmalarning siklik va asiklik shakllari.

7.8. XELAT KOMPLEKSLARI. KOMPLEKSONLAR. KOMPLEKSONATLAR

Xelatlashtiruvchi moddaning bir molekulasiga tegishli bo'lgan ikki yoki undan ortiq donor atomlarga metall ionining qo'shilishi natijasida hosil bo'lgan tsiklik tuzilmalar deyiladi. xelat birikmalari. Masalan, mis glitsinat:

Ularda murakkablashtiruvchi vosita, go'yo ligandga olib keladi, tirnoq kabi bog'lar bilan qoplangan, shuning uchun boshqa narsalar teng bo'lsa, ular halqalar bo'lmagan birikmalarga qaraganda yuqori barqarorlikka ega. Eng barqaror tsikllar besh yoki olti bog'lanishdan iborat. Bu qoida birinchi marta L.A. Chugaev. Farq

xelat kompleksining barqarorligi va uning siklik bo'lmagan analogining barqarorligi deyiladi xelyatsiya ta'siri.

2 turdagi guruhni o'z ichiga olgan polidentat ligandlar xelatlovchi moddalar sifatida ishlaydi:

1) almashinish reaksiyalari (proton donorlari, elektron jufti qabul qiluvchilar) hisobiga kovalent qutbli bog lanish hosil qila oladigan guruhlar -CH 2 COOH, -CH 2 PO(OH) 2, -CH 2 SO 2 OH, - kislota guruhlari (markazlari);

2) elektron juft donor guruhlari: ≡N, >NH, >C=O, -S-, -OH, - asosiy guruhlar (markazlar).

Agar bunday ligandlar kompleksning ichki koordinatsion sferasini to'yintirsa va metall ionining zaryadini to'liq neytrallashtirsa, u holda birikmalar deyiladi. majmua ichida. Masalan, mis glitsinat. Ushbu majmuada tashqi soha yo'q.

Molekulada asosiy va kislotali markazlarni o'z ichiga olgan organik moddalarning katta guruhi deyiladi komplekslar. Bular ko'p asosli kislotalar. Metall ionlari bilan o'zaro ta'sirlashganda kompleksonlar hosil bo'lgan xelat birikmalari deyiladi komplekslar, masalan, etilendiamintetraasetik kislota bilan magniy kompleksonati:

Suvli eritmada kompleks anion shaklda mavjud.

Komplekslar va kompleksonatlar tirik organizmlarning murakkabroq birikmalarining oddiy modelidir: aminokislotalar, polipeptidlar, oqsillar, nuklein kislotalar, fermentlar, vitaminlar va boshqa ko'plab endogen birikmalar.

Hozirgi vaqtda turli funktsional guruhlarga ega bo'lgan sintetik komplekslarning katta assortimenti ishlab chiqarilmoqda. Asosiy komplekslarning formulalari quyida keltirilgan:

Komplekslar, ma'lum sharoitlarda, metall ioni (s-, p- yoki d-element) bilan koordinatsion aloqa hosil qilish uchun yolg'iz elektron juftlarini (bir nechta) ta'minlashi mumkin. Natijada 4, 5, 6 yoki 8 a'zoli halqali turg'un xelat tipidagi birikmalar hosil bo'ladi. Reaktsiya keng pH diapazonida sodir bo'ladi. PH, kompleks hosil qiluvchining tabiati va ligand bilan nisbatiga qarab, har xil kuch va eruvchanlikdagi kompleksonatlar hosil bo'ladi. Kompleks birikmalarning hosil bo'lish kimyosini suvli eritmada dissotsiatsiyalanadigan natriy tuzi EDTA (Na 2 H 2 Y) misolida tenglamalar bilan ifodalash mumkin: Na 2 H 2 Y→ 2Na + + H 2 Y 2- va H 2 Y 2- ioni metallar ionlari bilan, metall kationining oksidlanish darajasidan qatʼiy nazar, koʻpincha bitta metall ioni bitta komplekson molekulasi bilan oʻzaro taʼsir qiladi (1:1). Reaksiya miqdoriy ravishda davom etadi (Kp >10 9).

Kompleksonlar va kompleksonatlar keng pH diapazonida amfoter xossalarini namoyon qiladi, oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida qatnasha oladi, kompleks hosil qiladi, metallning oksidlanish darajasiga, koordinatsion toʻyinganligiga qarab turli xossalarga ega birikmalar hosil qiladi, elektrofil va nukleofil xususiyatlarga ega. . Bularning barchasi juda ko'p miqdordagi zarrachalarni bog'lash qobiliyatini aniqlaydi, bu esa kichik miqdordagi reagentga katta va xilma-xil muammolarni hal qilishga imkon beradi.

Kompleks va kompleksonatlarning yana bir shubhasiz afzalligi ularning past toksikligi va zaharli zarrachalarni aylantirish qobiliyatidir.

kam toksik yoki hatto biologik faollikka aylanadi. Komplekslarni yo'q qilish mahsulotlari tanada to'planmaydi va zararsizdir. Komplekslarning uchinchi xususiyati ularni mikroelementlar manbai sifatida ishlatish imkoniyatidir.

Ovqat hazm qilish qobiliyatining oshishi mikroelementning biologik faol shaklda kiritilganligi va yuqori membrana o'tkazuvchanligiga ega ekanligi bilan bog'liq.

7.9. FOSFOR BO'LGAN METALLAR KOMPLEKSONATLARI - MIKRO-VA MAKROELEMENTLARNI BIOLOGIK FAOL XOLATGA AYTIRISHNING SAMARALI SHAKLI VA KIMYONI BIOLOGIK TA'SIRINI O'RGANISH MODELI.

Kontseptsiya biologik faollik hodisalarning keng doirasini qamrab oladi. Kimyoviy ta'sir nuqtai nazaridan, biologik faol moddalar (BAS) deganda, odatda, biologik tizimlarga ta'sir eta oladigan, ularning hayotiy funktsiyalarini tartibga soluvchi moddalar tushuniladi.

Bunday ta'sirga ega bo'lish qobiliyati biologik faollikni namoyon qilish qobiliyati sifatida talqin qilinadi. Tartibga solish rag'batlantirish, inhibe qilish, muayyan ta'sirlarni rivojlantirish ta'sirida o'zini namoyon qilishi mumkin. Biologik faollikning haddan tashqari ko'rinishi biosidal ta'sir, biotsid moddasining tanaga ta'siri natijasida ikkinchisi o'lsa. Pastroq konsentratsiyalarda, ko'p hollarda, biotsidlar tirik organizmlarga o'ldiradigan emas, balki ogohlantiruvchi ta'sir ko'rsatadi.

Hozirda ma'lum katta raqam bunday moddalar. Biroq, ko'p hollarda, ma'lum biologik faol moddalardan foydalanish etarli darajada qo'llanilmaydi, ko'pincha samaradorlik maksimaldan uzoqdir va ulardan foydalanish ko'pincha biologik faol moddalarga modifikatorlarni kiritish orqali yo'q qilinishi mumkin bo'lgan nojo'ya ta'sirlarga olib keladi.

Fosfor o'z ichiga olgan kompleksonatlar tabiatiga, metallning oksidlanish darajasiga, koordinatsion to'yinganligiga, hidratsiya qobig'ining tarkibi va tuzilishiga qarab turli xil xususiyatlarga ega birikmalar hosil qiladi. Bularning barchasi kompleksonatlarning ko'p funksiyaliligini, ularning substoxiometrik ta'sir qilishning noyob qobiliyatini,

umumiy ion effekti va tibbiyot, biologiya, ekologiya va xalq xo'jaligining turli sohalarida keng qo'llanilishini ta'minlaydi.

Kompleks metall ioni bilan muvofiqlashtirilganda elektron zichligining qayta taqsimlanishi sodir bo'ladi. Donor-akseptor ta'sirida yolg'iz elektron juftining ishtirok etishi tufayli ligand (kompleks)ning elektron zichligi markaziy atomga o'tadi. Liganddagi nisbiy manfiy zaryadning kamayishi reaksiyaga kirishuvchi moddalarning kulon repulsiyasini kamaytirishga yordam beradi. Shu sababli, muvofiqlashtirilgan ligand reaktsiya markazida ortiqcha elektron zichligiga ega bo'lgan nukleofil reagent tomonidan hujum qilish uchun qulayroq bo'ladi. Elektron zichligining kompleksondan metall ioniga siljishi uglerod atomining musbat zaryadining nisbiy ortishiga va shuning uchun nukleofil reaktiv gidroksil ionining osonroq hujumiga olib keladi. Biologik tizimlardagi metabolik jarayonlarni katalizlovchi fermentlar orasida gidroksillangan kompleks fermentativ ta'sir va organizmni detoksifikatsiya qilish mexanizmida markaziy o'rinlardan birini egallaydi. Fermentning substrat bilan ko'p nuqtali o'zaro ta'siri natijasida konvergentsiyani ta'minlovchi orientatsiya yuzaga keladi. faol guruhlar faol markazda va reaktsiyani molekulyar rejimga o'tkazish, reaktsiya boshlanishidan va hosil bo'lishidan oldin o'tish holati, bu FCM ning fermentativ funktsiyasini ta'minlaydi. Ferment molekulalarida konformatsion o'zgarishlar yuz berishi mumkin. Koordinatsiya markaziy ion va ligand o'rtasidagi oksidlanish-qaytarilish o'zaro ta'siri uchun qo'shimcha shart-sharoitlarni yaratadi, chunki oksidlovchi va qaytaruvchi vosita o'rtasida elektronlarning o'tkazilishini ta'minlaydigan to'g'ridan-to'g'ri aloqa o'rnatiladi. FCM o'tish metall komplekslari elektron o'tishlari bilan tavsiflanishi mumkin L-M turi, M-L, M-L-M, ularda metall (M) va ligandlar (L) orbitallari kiradi, ular mos ravishda donor-akseptor bog'lari bilan kompleksda bog'langan. Komplekslar ko'prik bo'lib xizmat qilishi mumkin, bunda ko'p yadroli komplekslarning elektronlari bir xil yoki turli xil elementlarning markaziy atomlari o'rtasida turli oksidlanish darajasida tebranadi. (elektron va proton uzatish komplekslari). Kompleksonlar metall kompleksonatlarning kamaytiruvchi xususiyatlarini aniqlaydi, bu esa ularga yuqori antioksidant, adaptogen xususiyatlar va gomeostatik funktsiyalarni ko'rsatishga imkon beradi.

Shunday qilib, komplekslar mikroelementlarni tanaga kirish mumkin bo'lgan biologik faol shaklga aylantiradi. Ular barqaror shakllanadi

ko'proq muvofiqlashtirilgan to'yingan zarralar, biokomplekslarni yo'q qila olmaydi va shuning uchun past toksik shakllar. Kompleksatlar organizmdagi mikroelement gomeostazi buzilgan hollarda foydali ta'sir ko'rsatadi. Kompleks shakldagi o'tish elementlarining ionlari organizmda yuqori konsentratsiyali gradient va membrana potentsialini yaratishda ishtirok etish orqali hujayralarning mikroelementlarga yuqori sezuvchanligini belgilovchi omil sifatida ishlaydi. O'tish metalli kompleksonatlari FCM bioregulyatsiya xususiyatlariga ega.

FCM tarkibida kislotali va asosli markazlarning mavjudligi amfoter xususiyatlarni va ularning kislota-ishqor muvozanatini (izohidrik holat) saqlashda ishtirok etishini ta'minlaydi.

Kompleksdagi fosfonik guruhlar sonining ko'payishi bilan eruvchan va yomon eriydigan komplekslarning tarkibi va hosil bo'lish shartlari o'zgaradi. Fosfonik guruhlar sonining ko'payishi kengroq pH diapazonida yomon eriydigan komplekslarning shakllanishiga yordam beradi va ularning mavjudligi hududini kislotali hududga o'tkazadi. Komplekslarning parchalanishi 9 dan yuqori pH da sodir bo'ladi.

Komplekslar bilan murakkab shakllanish jarayonlarini o'rganish bioregulyatorlarni sintez qilish usullarini ishlab chiqishga imkon berdi:

Kolloid kimyoviy shaklda uzoq muddatli o'sish stimulyatorlari titan va temirning ko'p yadroli gomo- va geterokompleks birikmalari;

Suvda eruvchan shaklda o'sish stimulyatorlari. Bular kompleksonlar va noorganik ligandga asoslangan ko'p ligandli titan kompleksonatlari;

O'sish ingibitorlari s-elementlarning fosfor o'z ichiga olgan kompleksonatlaridir.

Sintezlangan dorilarning o'sish va rivojlanishga biologik ta'siri o'simliklar, hayvonlar va odamlarda surunkali tajribalarda o'rganildi.

Bioregulyatsiya- bu tibbiyot, chorvachilik va o'simlikchilikda keng qo'llanilishi mumkin bo'lgan biokimyoviy jarayonlarning yo'nalishi va intensivligini tartibga solish imkonini beradigan yangi ilmiy yo'nalishdir. Bu kasalliklar va yoshga bog'liq patologiyalarning oldini olish va davolash uchun tananing fiziologik funktsiyasini tiklash usullarini ishlab chiqish bilan bog'liq. Komplekslar va ular asosidagi kompleks birikmalarni istiqbolli biologik faol birikmalar qatoriga kiritish mumkin. Surunkali eksperimentda ularning biologik ta'sirini o'rganish shuni ko'rsatdiki, kimyo shifokorlar qo'liga topshirgan,

chorvadorlar, agronomlar va biologlar tirik hujayraga faol ta'sir ko'rsatish, oziqlanish sharoitlarini, tirik organizmlarning o'sishi va rivojlanishini tartibga solish imkonini beruvchi yangi istiqbolli vositaga ega.

Amaldagi kompleksonlar va kompleksonatlarning toksikligini o'rganish dorilarning qon hosil qiluvchi organlarga, qon bosimiga, qo'zg'aluvchanligiga, nafas olish tezligiga ta'sirining to'liq yo'qligini ko'rsatdi: jigar faoliyatida o'zgarishlar qayd etilmagan, to'qimalarning morfologiyasiga va toksikologik ta'sir ko'rsatilmagan. organlar aniqlangan. HEDP ning kaliy tuzi 181 kun davomida o'rganilganda terapevtik dozadan (10-20 mg/kg) 5-10 marta yuqori dozada zaharli emas. Binobarin, kompleksonlar kam zaharli birikmalardir. Ular virusli kasalliklarga, og'ir metallar va radioaktiv elementlar bilan zaharlanishga, kaltsiy almashinuvining buzilishiga, endemik kasalliklarga va organizmdagi mikroelementlar muvozanatiga qarshi kurashda qo'llaniladi. Fosfor o'z ichiga olgan komplekslar va kompleksonatlar fotolizga duchor bo'lmaydi.

Progressiv ifloslanish muhit og'ir metallar - insonning iqtisodiy faoliyati mahsulotlari - doimiy faoliyat ko'rsatuvchi ekologik omil. Ular tanada to'planishi mumkin. Ularning ortiqcha va etishmasligi tananing zaharlanishiga olib keladi.

Metall kompleksonatlar organizmdagi ligandga (komplekson) xelatlovchi ta'sir ko'rsatadi va metall ligand gomeostazini saqlash uchun ajralmas hisoblanadi. Birlashtirilgan og'ir metallar tanada ma'lum darajada zararsizlantiriladi va past rezorbsiya qobiliyati metallarning trofik zanjirlar bo'ylab o'tishiga to'sqinlik qiladi, buning natijasida ularning toksik ta'sirining ma'lum bir "biominimizatsiyasi" ga olib keladi, bu ayniqsa Ural uchun juda muhimdir. mintaqa. Misol uchun, erkin qo'rg'oshin ioni tiol zahari va etilendiamintetraasetik kislota bilan kuchli qo'rg'oshin kompleksonati kam zaharli hisoblanadi. Shuning uchun o'simliklar va hayvonlarning detoksifikatsiyasi metall kompleksonatlardan foydalanishni o'z ichiga oladi. U ikkita termodinamik printsipga asoslanadi: ularning zaharli zarrachalar bilan kuchli bog'lanish qobiliyati, ularni suvli eritmada yomon eriydigan yoki barqaror bo'lgan birikmalarga aylantirish; ularning endogen biokomplekslarni yo'q qilishga qodir emasligi. Shu munosabat bilan biz o‘simliklar va hayvonlarni kompleks davolashni ekologik zaharlanishga qarshi kurashish va ekologik toza mahsulotlar olishning muhim yo‘nalishi deb bilamiz.

O'simliklarni intensiv etishtirish texnologiyasida turli metallarning kompleksonatlari bilan davolashning ta'siri o'tkazildi.

kartoshka ildiz mevalaridagi mikroelementlar tarkibi bo'yicha. Tup namunalarida 105-116 mg/kg temir, 16-20 mg/kg marganets, 13-18 mg/kg mis va 11-15 mg/kg rux bor edi. Mikroelementlarning nisbati va tarkibi o'simlik to'qimalariga xosdir. Metall kompleksonatlardan foydalangan holda va ulardan foydalanmasdan yetishtirilgan ildiz mevalari deyarli bir xil elementar tarkibga ega. Xelatlardan foydalanish ildizlarda og'ir metallarning to'planishi uchun sharoit yaratmaydi. Kompleksatlar metall ionlariga qaraganda kamroq darajada tuproq tomonidan so'riladi va uning mikrobiologik ta'siriga chidamli bo'lib, ular tuproq eritmasida uzoq vaqt qolishga imkon beradi. Keyingi ta'sir 3-4 yil. Ular turli xil pestitsidlar bilan yaxshi kombinatsiyalangan. Kompleks tarkibidagi metall past toksiklikka ega. Fosfor o'z ichiga olgan metall kompleksonatlar ko'zning shilliq qavatini bezovta qilmaydi va teriga zarar etkazmaydi. Sensibilizatsiya qiluvchi xususiyatlar aniqlanmagan, titanium kompleksonatlarining kümülatif xususiyatlari ifodalanmagan va ba'zi hollarda ular juda zaif ifodalangan. Kumulyatsiya koeffitsienti 0,9-3,0 ni tashkil qiladi, bu surunkali dori zaharlanishining past potentsial xavfini ko'rsatadi.

Fosfor o'z ichiga olgan komplekslar fosfor-uglerod bog'iga (C-P) asoslangan bo'lib, u biologik tizimlarda ham mavjud. U hujayra membranalarining fosfonolipidlari, fosfonoglikanlar va fosfoproteinlarining bir qismidir. Aminofosfonik birikmalarni o'z ichiga olgan lipidlar fermentativ gidrolizga chidamli bo'lib, tashqi hujayra membranalarining barqarorligini va shuning uchun normal ishlashini ta'minlaydi. Pirofosfatlarning sintetik analoglari - difosfonatlar (P-S-P) yoki (P-C-S-P) katta dozalarda kaltsiy almashinuvini buzadi va kichik dozalarda ular uni normallashtiradi. Difosfonatlar giperlipemiyaga qarshi samarali va farmakologik nuqtai nazardan istiqbolli.

Difosfonatlar o'z ichiga oladi R-S-R ulanishlari, bor strukturaviy elementlar biotizimlar Ular biologik jihatdan samarali va pirofosfatlarning analoglari hisoblanadi. Bifosfonatlar turli kasalliklarni davolashda samarali ekanligi isbotlangan. Bifosfonatlar suyak mineralizatsiyasi va rezorbsiyasining faol inhibitörleridir. Komplekslar mikroelementlarni organizmga kirish mumkin bo'lgan biologik faol shaklga aylantiradi, biokomplekslarni yo'q qila olmaydigan barqaror, koordinatsiyaga to'yingan zarrachalarni va shuning uchun kam toksik shakllarni hosil qiladi. Ular hujayralarning mikroelementlarga yuqori sezuvchanligini aniqlaydi, yuqori konsentratsiyali gradientni shakllantirishda ishtirok etadi. Titan heteronukleisining ko'p yadroli birikmalarini hosil qilishda ishtirok etishga qodir.

yangi turdagi - elektron va proton uzatish komplekslari, metabolik jarayonlarning bioregulyatsiyasida ishtirok etadilar, organizmning qarshiligi, zaharli zarralar bilan bog'lanish qobiliyati, ularni ozgina eriydigan yoki eriydigan, barqaror, buzilmaydigan endogen komplekslarga aylantiradi. Shuning uchun ularni zararsizlantirish, organizmdan chiqarib tashlash, ekologik toza mahsulotlar olish (kompleks terapiya), shuningdek, noorganik kislotalar va o'tish metall tuzlarining sanoat chiqindilarini qayta tiklash va yo'q qilish uchun foydalanish juda istiqbolli.

7.10. LIGAND ALMASHI VA METAL ALMASHI

MUVOZANAT. XELATERAPİYA

Agar tizimda bitta metall ionli bir nechta ligandlar yoki murakkab birikmalar hosil qilish qobiliyatiga ega bo'lgan bir nechta metall ionlari mavjud bo'lsa, unda raqobatlashuvchi jarayonlar kuzatiladi: birinchi holda, ligand almashinuvi muvozanati metall ioni uchun ligandlar o'rtasidagi raqobat, ikkinchi holatda , metall almashinuvi muvozanati ligand uchun metall ionlari o'rtasidagi raqobatdir. Eng bardoshli kompleksni shakllantirish jarayoni ustunlik qiladi. Masalan, eritmada ionlar mavjud: magniy, rux, temir (III), mis, xrom (II), temir (II) va marganets (II). Ushbu eritmaga oz miqdorda etilendiamintetraasetik kislota (EDTA) kiritilganda, metall ionlari va temir (III) ning kompleksga bog'lanishi o'rtasida raqobat yuzaga keladi, chunki u EDTA bilan eng bardoshli kompleksni hosil qiladi.

Organizmda biometallar (Mb) va bioligandlarning (Lb) o'zaro ta'siri, hayotiy biokomplekslarning (MbLb) shakllanishi va yo'q qilinishi doimiy ravishda sodir bo'ladi:

Inson, hayvonlar va o'simliklar organizmida bu muvozanatni turli xil ksenobiotiklardan (begona moddalar), shu jumladan og'ir metal ionlaridan himoya qilish va saqlash uchun turli mexanizmlar mavjud. Komplekslashmagan ogʻir metallar ionlari va ularning gidroksokomplekslari zaharli zarralardir (Mt). Bunday hollarda tabiiy metall-ligand muvozanati bilan bir qatorda yangi muvozanat yuzaga kelishi mumkin, bunda toksik metallar (MtLb) yoki toksik ligandlar (MbLt) ni o'z ichiga olgan mustahkamroq begona komplekslar hosil bo'ladi.

zarur biologik funktsiyalar. Ekzogen zaharli zarralar tanaga kirganda, kombinatsiyalangan muvozanat paydo bo'ladi va natijada jarayonlar raqobati paydo bo'ladi. Eng bardoshli murakkab birikma hosil bo'lishiga olib keladigan jarayon ustunlik qiladi:

Metall ligand gomeostazidagi buzilishlar metabolik buzilishlarni keltirib chiqaradi, ferment faolligini inhibe qiladi, ATP, hujayra membranalari kabi muhim metabolitlarni yo'q qiladi va hujayralardagi ion kontsentratsiyasi gradientini buzadi. Shuning uchun ular yaratilgan sun'iy tizimlar himoya qilish. Bu usulda xelat terapiyasi (kompleks terapiya) o'zining munosib o'rnini egallaydi.

Xelat terapiyasi - bu zaharli zarralarni tanadan olib tashlash, ularni s-elementli kompleksonatlar bilan xelyatsiya qilishga asoslangan. Tanadagi zaharli zarralarni olib tashlash uchun ishlatiladigan dorilarga detoksifikatsiya deyiladi.(Lg). Zaharli zarrachalarning metall kompleksonatlar (Lg) bilan xelatlanishi zaharli metall ionlarini (Mt) sekvestrlash va membranadan o'tish, tashish va tanadan chiqarib yuborish uchun mos keladigan toksik bo'lmagan (MtLg) bog'langan shakllarga aylantiradi. Ular organizmda ligand (komplekson) va metall ioni uchun xelatlovchi ta'sirni saqlab qoladilar. Bu tananing metall ligand gomeostazini ta'minlaydi. Shuning uchun kompleksonatlarni tibbiyotda, chorvachilikda va o'simlikchilikda qo'llash organizmni zararsizlantirishni ta'minlaydi.

Xelat terapiyasining asosiy termodinamik tamoyillari ikkita pozitsiyada shakllantirilishi mumkin.

I. Detoksikant (Lg) toksik ionlarni (Mt, Lt) samarali bog'lashi kerak, yangi hosil bo'lgan birikmalar (MtLg) organizmda mavjud bo'lganlardan kuchliroq bo'lishi kerak:

II. Detoksifikatsiya qiluvchi vosita hayotiy kompleks birikmalarni (MbLb) yo'q qilmasligi kerak; Detoksikant va biometal ionlarining (MbLg) o'zaro ta'sirida hosil bo'lishi mumkin bo'lgan birikmalar organizmda mavjud bo'lganlarga qaraganda kamroq bardoshli bo'lishi kerak:

7.11. KOMPLEKSONLAR VA KOMPLEKSONATLARNING TIBBINODA QO'LLANISHI.

Kompleks molekulalari biologik muhitda deyarli parchalanmaydi yoki hech qanday o'zgarishlarga duch kelmaydi, bu ularning muhim farmakologik xususiyatidir. Komplekslar lipidlarda erimaydi va suvda yaxshi eriydi, shuning uchun ular hujayra membranalari orqali o'tmaydi yoki yomon o'tadi va shuning uchun: 1) ichak orqali chiqarilmaydi; 2) kompleks hosil qiluvchi moddalarning so'rilishi faqat ular AOK qilinganida sodir bo'ladi (faqat penitsilamin og'iz orqali olinadi); 3) organizmda kompleksonlar asosan hujayradan tashqari bo'shliqda aylanadi; 4) organizmdan chiqarilishi asosan buyraklar orqali amalga oshiriladi. Bu jarayon tez sodir bo'ladi.

Zaharlarning biologik tuzilmalarga ta'sirini bartaraf etadigan va zaharlarni faolsizlantiradigan moddalar kimyoviy reaksiyalar, chaqirildi antidotlar.

Xelat terapiyasida qo'llanilgan birinchi antidotlardan biri ingliz anti-lewisite (BAL) edi. Unitiol hozirda qo'llaniladi:

Ushbu preparat tanadan mishyak, simob, xrom va vismutni samarali ravishda olib tashlaydi. Sink, kadmiy, qo'rg'oshin va simob bilan zaharlanishda eng ko'p ishlatiladigan kompleksonlar va kompleksonatlardir. Ulardan foydalanish oqsillar, aminokislotalar va uglevodlarning oltingugurt o'z ichiga olgan guruhlari bilan bir xil ionlarning komplekslariga qaraganda metall ionlari bilan kuchliroq komplekslarni hosil qilishga asoslangan. Qo'rg'oshinni olib tashlash uchun EDTA asosidagi preparatlar qo'llaniladi. Giyohvand moddalarni tanaga katta dozalarda kiritish xavflidir, chunki ular kaltsiy ionlarini bog'laydi, bu esa ko'plab funktsiyalarning buzilishiga olib keladi. Shuning uchun ular foydalanadilar tetasin(CaNa 2 EDTA), qo'rg'oshin, kadmiy, simob, itriy, seriy va boshqa noyob tuproq metallari va kobaltni olib tashlash uchun ishlatiladi.

1952 yilda tetasin birinchi terapevtik qo'llanilganidan beri ushbu preparat kasbiy kasalliklar klinikasida keng qo'llanila boshlandi va ajralmas antidot bo'lib qolmoqda. Tetasinning ta'sir qilish mexanizmi juda qiziq. Zaharli ionlar kislorod va EDTA bilan kuchliroq aloqalar hosil bo'lishi tufayli muvofiqlashtirilgan kaltsiy ionini tetasindan siqib chiqaradi. Kaltsiy ioni, o'z navbatida, qolgan ikkita natriy ionini siqib chiqaradi:

Tetasin tanaga 5-10% eritma shaklida kiritiladi, uning asosi sho'r eritma hisoblanadi. Shunday qilib, intraperitoneal in'ektsiyadan 1,5 soat o'tgach, tetasinning kiritilgan dozasining 15% tanada qoladi, 6 soatdan keyin - 3% va 2 kundan keyin - atigi 0,5%. Tetasinni yuborishning inhalatsiya usulidan foydalanganda preparat samarali va tez harakat qiladi. U tez so'riladi va uzoq vaqt davomida qonda aylanadi. Bundan tashqari, tetasin gazli gangrenadan himoya qilish uchun ishlatiladi. Bu gaz gangrenasining toksini bo'lgan lesitinaz fermentini faollashtiruvchi rux va kobalt ionlarining ta'sirini inhibe qiladi.

Toksikantlarni tetasin tomonidan kam toksik va bardoshli xelat kompleksiga bog'lanishi, buzilmaydi va buyraklar orqali tanadan osongina chiqariladi, detoksifikatsiya va muvozanatli mineral oziqlanishni ta'minlaydi. Oldindan tuzilishi va tarkibiga yaqin

paratam EDTA dietilentriamin-pentaasetik kislotaning natriy kaltsiy tuzi (CaNa 3 DTPA) - pentasin va dietilentriaminepentafosfonik kislotaning natriy tuzi (Na 6 DTPP) - trimefa-sin. Pentasin birinchi navbatda temir, kadmiy va qo'rg'oshin birikmalari bilan zaharlanish uchun, shuningdek radionuklidlarni (texnetiy, plutoniy, uran) olib tashlash uchun ishlatiladi.

Etilendiamindiizopropilfosfonik kislotaning natriy tuzi (CaNa 2 EDTP) fosfitsin simob, qo'rg'oshin, berilliy, marganets, aktinidlar va boshqa metallarni tanadan olib tashlash uchun muvaffaqiyatli ishlatiladi. Kompleksatlar ba'zi zaharli anionlarni olib tashlashda juda samarali. Masalan, CN - bilan aralash ligand kompleksini hosil qiluvchi kobalt (II) etilendiamintetraatsetat siyanid bilan zaharlanish uchun antidot sifatida tavsiya etilishi mumkin. Shunga o'xshash printsip zaharli organik moddalarni, shu jumladan kompleksonat metall bilan o'zaro ta'sir qilish qobiliyatiga ega bo'lgan donor atomlari bo'lgan funktsional guruhlarni o'z ichiga olgan pestitsidlarni olib tashlash usullariga asoslanadi.

Samarali dori suksimer(dimerkaptosuksin kislotasi, dimerkaptosuksin kislotasi, chemet). U deyarli barcha toksik moddalarni (Hg, As, Pb, Cd) mahkam bog'laydi, lekin biogen elementlarning (Cu, Fe, Zn, Co) ionlarini tanadan olib tashlaydi, shuning uchun u deyarli ishlatilmaydi.

Fosfor o'z ichiga olgan kompleksonatlar fosfatlar va kaltsiy oksalatlarining kristal shakllanishining kuchli inhibitörleridir. Xidifon, HEDP ning kaliy-natriy tuzi, urolitiyozni davolashda kalsifikatsiyaga qarshi dori sifatida taklif qilingan. Difosfonatlar, qo'shimcha ravishda, minimal dozalarda, kaltsiyning suyak to'qimalariga qo'shilishini oshiradi va uning suyaklardan patologik chiqishini oldini oladi. HEDP va boshqa difosfonatlar turli xil osteoporoz turlarini, shu jumladan buyrak osteodistrofiyasini, periodontal kasalliklarni oldini oladi.

yo'q qilish, shuningdek hayvonlarda transplantatsiya qilingan suyakni yo'q qilish. HEDP ning antiaterosklerotik ta'siri ham tasvirlangan.

AQShda bir qator difosfonatlar, xususan, HEDP metastatik suyak saratoni bilan og'rigan odamlar va hayvonlarni davolash uchun farmatsevtika sifatida taklif qilingan. Membrananing o'tkazuvchanligini tartibga solish orqali bifosfonatlar o'smaga qarshi dorilarni hujayra ichiga tashishga yordam beradi va shuning uchun turli onkologik kasalliklarni samarali davolashadi.

Zamonaviy tibbiyotning dolzarb muammolaridan biri turli kasalliklarga tezkor tashxis qo'yish vazifasidir. Shu nuqtai nazardan, shubhasiz, zond funktsiyalarini bajarishi mumkin bo'lgan kationlarni o'z ichiga olgan dorilarning yangi sinfi - radioaktiv magnitorelaksatsiya va lyuminestsent teglar qiziqish uyg'otadi. Ba'zi metallarning radioizotoplari radiofarmatsevtikaning asosiy komponentlari sifatida ishlatiladi. Ushbu izotoplar kationlarining komplekslar bilan xelatlanishi ularning organizm uchun toksikologik maqbulligini oshirishga, tashishni osonlashtirishga va ma'lum chegaralarda ma'lum organlarda kontsentratsiyaning selektivligini ta'minlashga imkon beradi.

Keltirilgan misollar hech qanday holatda kompleksonatlarni tibbiyotda qo'llash shakllarining xilma-xilligini tugatmaydi. Shunday qilib, magniy etilendiamintetraasetatning dikaliy tuzi patologiya vaqtida to'qimalarda suyuqlik miqdorini tartibga solish uchun ishlatiladi. EDTA qon plazmasini ajratishda ishlatiladigan antikoagulyant suspenziyalar tarkibida, qon glyukozasini aniqlashda adenozin trifosfat stabilizatori sifatida, kontakt linzalarini oqartirish va saqlashda ishlatiladi. Bifosfonatlar revmatoid kasalliklarni davolashda keng qo'llaniladi. Ular, ayniqsa, yallig'lanishga qarshi dorilar bilan birgalikda artritga qarshi vositalar sifatida samarali.

7.12. MAKROSIKLIK BIRIKMALAR BILAN KOMPLEKSLAR

Tabiiy kompleks birikmalar orasida ma'lum o'lchamdagi ichki bo'shliqlarni o'z ichiga olgan tsiklik polipeptidlar asosidagi makrokomplekslar alohida o'rin tutadi, ularda bir nechta kislorod o'z ichiga olgan guruhlar mavjud bo'lib, ularning o'lchamlari mos keladi. bo'shliqning o'lchamlariga. Bunday moddalar biologik hisoblanadi

Guruch. 7.2. K+ ioni bilan valinomitsin kompleksi

ikali materiallar, ionlarning membranalar orqali o'tkazilishini ta'minlaydi va shuning uchun deyiladi ionoforlar. Masalan, valinomisin kaliy ionini membrana orqali tashiydi (7.2-rasm).

Boshqa polipeptiddan foydalanish - gramitsidin A natriy kationlari rele mexanizmi orqali tashiladi. Ushbu polipeptid "naycha" ichiga o'ralgan bo'lib, uning ichki yuzasi kislorod o'z ichiga olgan guruhlar bilan qoplangan. Natija

natriy ionining o'lchamiga mos keladigan ma'lum bir kesimga ega bo'lgan etarlicha uzun hidrofilik kanal. Hidrofil kanalga bir tomondan kirgan natriy ioni ion o'tkazuvchi kanal orqali o'tkazuvchanlik poygasi kabi bir kislorod guruhidan ikkinchisiga o'tadi.

Shunday qilib, siklik polipeptid molekulasi molekula ichidagi bo'shliqqa ega bo'lib, unga kalit va qulf printsipiga o'xshash ma'lum o'lchamdagi va geometriyadagi substrat kirishi mumkin. Bunday ichki retseptorlarning bo'shlig'i faol markazlar (endoretseptorlar) bilan chegaralanadi. Metall ionining tabiatiga qarab, ishqoriy metallar bilan kovalent bo'lmagan o'zaro ta'sir (elektrostatik, vodorod bog'larining hosil bo'lishi, van-der-Vaals kuchlari) va ishqoriy tuproq metallari bilan kovalent o'zaro ta'sir sodir bo'lishi mumkin. Buning natijasida, supramolekulalar- molekulalararo kuchlar bilan birga tutilgan ikki yoki undan ortiq zarralardan tashkil topgan murakkab assotsiatsiyalar.

Tirik tabiatda eng keng tarqalgan tetradentat makrotsikllari porfinlar va tuzilishi o'xshash korrinoidlardir. Sxematik ravishda tetradent siklini quyidagi shaklda ko'rsatish mumkin (7.3-rasm), bu erda yoylar donor azot atomlarini yopiq tsiklga bog'laydigan bir xil turdagi uglerod zanjirlarini ifodalaydi; R 1, R 2, R 3, P 4 uglevodorod radikallari; Mn+ metall ioni: xlorofillda Mg 2+ ioni, gemoglobinda Fe 2+ ioni, gemosiyaninda Cu 2+ ioni, vitamin B 12 (kobalamin)da Co 3+ ioni mavjud. .

Donor azot atomlari kvadratning burchaklarida joylashgan (nuqtali chiziqlar bilan ko'rsatilgan). Ular kosmosda qat'iy muvofiqlashtirilgan. Shunung uchun

porfirinlar va korrinoidlar turli elementlarning kationlari va hatto ishqoriy tuproq metallari bilan barqaror komplekslar hosil qiladi. Bu muhim Ligandning zichligidan qat'i nazar, kimyoviy bog'lanish va kompleksning tuzilishi donor atomlari tomonidan belgilanadi. Masalan, NH 3, etilendiamin va porfirinli mis komplekslari bir xil kvadrat tuzilishga va o'xshash elektron konfiguratsiyaga ega. Ammo polidentat ligandlar metall ionlari bilan monodentat ligandlarga qaraganda ancha kuchli bog'lanadi

Guruch. 7.3. Tetradentat makrosikl

bir xil donor atomlari bilan. Etilendiamin komplekslarining kuchi ammiak bilan bir xil metallarning kuchidan 8-10 marta kattaroqdir.

Metall ionlarining oqsillar bilan bioanorganik komplekslari deyiladi bioklasterlar - makrosiklik birikmalar bilan metall ionlarining komplekslari (7.4-rasm).

Guruch. 7.4. d-elementlar ionlari bilan oqsil komplekslarining ma'lum o'lchamdagi bioklasterlari tuzilishining sxematik tasviri. Protein molekulalarining o'zaro ta'siri turlari. M n+ - faol markaz metall ioni

Bioklaster ichida bo'shliq mavjud. U bog'lovchi guruhlarning donor atomlari bilan o'zaro ta'sir qiluvchi metallni o'z ichiga oladi: OH -, SH -, COO -, -NH 2, oqsillar, aminokislotalar. Eng mashhur metalloferlar

fermentlar (karbonat angidraz, ksantin oksidaza, sitoxromlar) bioklasterlar bo'lib, ularning bo'shliqlari mos ravishda Zn, Mo, Fe ni o'z ichiga olgan ferment markazlarini hosil qiladi.

7.13. KO'P QADORLI KOMPLEKSLAR

Geterovalent va geterovalent komplekslar

Bir yoki turli elementlarning bir nechta markaziy atomlarini o'z ichiga olgan komplekslar deyiladi ko'p yadroli. Ko'p yadroli komplekslarni hosil qilish imkoniyati ba'zi ligandlarning ikki yoki uchta metall ionlari bilan bog'lanish qobiliyati bilan belgilanadi. Bunday ligandlar deyiladi ko'prik Mos ravishda ko'prik komplekslar deb ham ataladi. Monatomik ko'priklar printsipial jihatdan ham mumkin, masalan:

Ular bir atomga tegishli bo'lgan yolg'iz juft elektronlardan foydalanadilar. Ko'priklarning rolini o'ynash mumkin ko'p atomli ligandlar. Bunday ko'priklar turli atomlarga tegishli bo'lgan yolg'iz elektron juftlardan foydalanadi ko'p atomli ligand.

A.A. Greenberg va F.M. Filinov ligand bir xil metallning murakkab birikmalarini bog'laydigan, ammo turli oksidlanish darajasida bo'lgan kompozitsiyaning ko'prik birikmalarini o'rgandi. G. Taube ularni chaqirdi elektron uzatish komplekslari. U turli metallarning markaziy atomlari orasidagi elektron oʻtish reaksiyalarini oʻrgangan. Oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarining kinetikasi va mexanizmini tizimli o'rganish natijasida ikkita kompleks o'rtasida elektron almashinuvi sodir bo'ladi degan xulosaga keldi.

hosil bo'lgan ligand ko'prigi orqali keladi. 2 + va 2 + o'rtasidagi elektronlar almashinuvi oraliq ko'prik kompleksining shakllanishi orqali sodir bo'ladi (7.5-rasm). Elektron o'tishi xlorid ko'prigi ligand orqali sodir bo'lib, 2+ komplekslarning hosil bo'lishi bilan yakunlanadi; 2+.

Guruch. 7.5. Oraliq ko'p yadroli kompleksda elektron ko'chishi

Bir nechta donor guruhlarni o'z ichiga olgan organik ligandlardan foydalanish orqali turli xil poliyadroli komplekslar olingan. Ularning hosil bo'lish sharti liganddagi donor guruhlarning joylashishi bo'lib, bu xelat sikllarining yopilishiga yo'l qo'ymaydi. Ko'pincha ligand xelat siklini yopish qobiliyatiga ega bo'lgan va ayni paytda ko'prik vazifasini bajaradigan holatlar mavjud.

Elektron uzatishning faol printsipi bir nechta barqaror oksidlanish darajasini ko'rsatadigan o'tish metallaridir. Bu titan, temir va mis ionlariga ideal elektron tashuvchi xususiyatlarni beradi. Ti va Fe ga asoslangan geterovalent (HVC) va geterovalent komplekslarni (HNC) hosil qilish variantlari to'plami rasmda keltirilgan. 7.6.

Reaktsiya

Reaktsiya (1) deyiladi o'zaro reaktsiya. Almashinuv reaksiyalarida geterovalent komplekslar oraliq moddalar bo'ladi. Nazariy jihatdan mumkin bo'lgan barcha komplekslar ma'lum sharoitlarda eritmada hosil bo'ladi, bu turli fizik-kimyoviy sinovlar bilan tasdiqlangan.

Guruch. 7.6. Tarkibida Ti va Fe boʻlgan geterovalent va geterovalent komplekslarning hosil boʻlishi

usullari. Elektron uzatish sodir bo'lishi uchun reaktivlar energiya jihatidan yaqin bo'lgan holatda bo'lishi kerak. Bu talab Frank-Kondon printsipi deb ataladi. Elektron almashinuvi HVA oksidlanishning turli darajalarida bo'lgan bir xil o'tish elementi atomlari yoki metall markazlarining tabiati har xil bo'lgan HCA ning turli elementlari o'rtasida sodir bo'lishi mumkin. Ushbu birikmalarni elektron uzatish komplekslari sifatida aniqlash mumkin. Ular biologik tizimlarda elektron va protonlarning qulay tashuvchilari hisoblanadi. Elektronning qo'shilishi va berilishi faqat o'zgarishlarga olib keladi elektron konfiguratsiya kompleksning organik komponentining tuzilishini o'zgartirmasdan metall. Bu elementlarning barchasi bir nechta barqaror oksidlanish darajalariga ega (Ti +3 va +4; Fe +2 va +3; Cu +1 va +2). Bizning fikrimizcha, bu tizimlarga tabiatan minimal energiya sarfi bilan biokimyoviy jarayonlarning qaytarilishini ta'minlashning o'ziga xos roli berilgan. Qaytariladigan reaktsiyalarga termodinamik va termokimyoviy konstantalari 10 -3 dan 10 3 gacha bo'lgan va kichik qiymati DG o va E o jarayonlar. Bunday sharoitda boshlang'ich materiallar va reaktsiya mahsulotlari taqqoslanadigan konsentratsiyalarda mavjud bo'lishi mumkin. Ularni ma'lum bir diapazonda o'zgartirganda, jarayonning teskariligiga erishish oson, shuning uchun biologik tizimlarda ko'plab jarayonlar tebranish (to'lqin) xarakterga ega. Yuqoridagi juftlarni o'z ichiga olgan redoks tizimlari keng potentsiallarni qamrab oladi, bu ularga D ning o'rtacha o'zgarishi bilan birga o'zaro ta'sirga kirishga imkon beradi. G o Va E°, ko'plab substratlar bilan.

Eritmada potentsial ko'prik ligandlari bo'lsa, HVA va GAC ​​hosil bo'lish ehtimoli sezilarli darajada oshadi, ya'ni. bir vaqtning o'zida ikkita metall markazni bog'lashi mumkin bo'lgan molekulalar yoki ionlar (aminokislotalar, gidroksi kislotalar, kompleksonlar va boshqalar). GVKda elektronni delokalizatsiya qilish ehtimoli kamayishiga yordam beradi umumiy energiya murakkab.

Haqiqiyroq qilib aytganda, metall markazlarining tabiati har xil bo'lgan HVC va HNC shakllanishining mumkin bo'lgan variantlari to'plami rasmda ko'rinadi. 7.6. GVK va GYAK ning shakllanishi va ularning biokimyoviy tizimlardagi rolining batafsil tavsifi A.N. Glebova (1997). O'tkazish mumkin bo'lishi uchun redoks juftlari tizimli ravishda bir-biriga moslashtirilishi kerak. Eritmaning tarkibiy qismlarini tanlab, siz elektronni qaytaruvchi vositadan oksidlovchiga o'tkazadigan masofani "uzaytirishingiz" mumkin. Zarrachalarning muvofiqlashtirilgan harakati bilan uzoq masofalarga elektron uzatish to'lqin mexanizmi orqali sodir bo'lishi mumkin. "Yo'lak" gidratlangan oqsil zanjiri va boshqalar bo'lishi mumkin 100A gacha bo'lgan masofada elektron o'tkazish ehtimoli yuqori. "Yo'lak" ning uzunligi qo'shimchalar (gidroksidi metall ionlari, fon elektrolitlari) qo'shilishi bilan oshirilishi mumkin. Bu HVA va HYA tarkibi va xususiyatlarini nazorat qilish sohasida katta imkoniyatlar ochadi. Eritmalarda ular elektronlar va protonlar bilan to'ldirilgan o'ziga xos "qora quti" rolini o'ynaydi. Vaziyatga qarab, u ularni boshqa tarkibiy qismlarga berishi yoki "zaxiralarini" to'ldirishi mumkin. Ular ishtirokidagi reaksiyalarning teskariligi ularning tsiklik jarayonlarda qayta-qayta ishtirok etishiga imkon beradi. Elektronlar bir metall markazdan ikkinchisiga o'tadi va ular orasida tebranadi. Murakkab molekula assimetrik bo'lib qoladi va oksidlanish-qaytarilish jarayonlarida qatnashishi mumkin. GVA va GNK biologik muhitda tebranish jarayonlarida faol ishtirok etadi. Bunday reaksiyaga tebranish reaksiyasi deyiladi. Ular fermentativ katalizda, oqsil sintezida va biologik hodisalar bilan kechadigan boshqa biokimyoviy jarayonlarda uchraydi. Bularga hujayra metabolizmining davriy jarayonlari, yurak to'qimalarida, miya to'qimalarida faollik to'lqinlari va ekologik tizimlar darajasida sodir bo'ladigan jarayonlar kiradi. Metabolizmning muhim bosqichi ozuqa moddalaridan vodorodni olishdir. Shu bilan birga, vodorod atomlari ion holatiga aylanadi va ulardan ajralgan elektronlar nafas olish zanjiriga kiradi va ATP hosil bo'lishiga o'z energiyasini beradi. Biz aniqlaganimizdek, titan komplekslari nafaqat elektronlarni, balki protonlarni ham faol tashuvchilardir. Titan ionlarining katalazalar, peroksidazalar va sitoxromlar kabi fermentlarning faol markazida o'z rolini bajarish qobiliyati uning komplekslar hosil qilish, muvofiqlashtirilgan ion geometriyasini shakllantirish, turli xil tarkib va ​​xususiyatlarga ega ko'p yadroli HVA va HNA hosil qilish qobiliyati bilan belgilanadi. pH funktsiyasi sifatida, o'tish elementi Ti va kompleksning organik komponentining kontsentratsiyasi, ularning molyar nisbati. Bu qobiliyat kompleksning ortib borayotgan selektivligida namoyon bo'ladi

substratlarga, metabolik jarayonlar mahsulotlariga nisbatan, faol markazning sterik talablariga muvofiq substrat shaklini muvofiqlashtirish va o'zgartirish orqali kompleks (ferment) va substratdagi bog'lanishlarni faollashtirish.

Elektronlarni uzatish bilan bog'liq tanadagi elektrokimyoviy o'zgarishlar zarrachalarning oksidlanish darajasining o'zgarishi va eritmada oksidlanish-qaytarilish potentsialining paydo bo'lishi bilan birga keladi. Ushbu o'zgarishlarda GVK va GYAK ko'p yadroli komplekslar katta rol o'ynaydi. Ular erkin radikal jarayonlarning faol regulyatorlari, reaktiv kislorod turlarini, vodorod periksni, oksidlovchilarni, radikallarni qayta ishlash tizimidir va substratlarning oksidlanishida, shuningdek antioksidant gomeostazni saqlashda va tanani oksidlovchi stressdan himoya qilishda ishtirok etadilar. Ularning biotizimlarga fermentativ ta'siri fermentlarga (sitoxromlar, superoksid dismutaza, katalaza, peroksidaza, glutationreduktaza, dehidrogenaza) o'xshaydi. Bularning barchasi o'tish elementi kompleksonatlarining yuqori antioksidant xususiyatlarini ko'rsatadi.

7.14. DARS VA IMTIHONLARGA TAYYORLANISH O'Z-O'ZINI TEKSHIRISH UCHUN SAVOL VA TOPSHIRIQLAR

1.Kompleks birikmalar haqida tushuncha bering. Ular qo'sh tuzlardan nimasi bilan farq qiladi va ularda qanday umumiylik bor?

2. Kompleks birikmalar formulalarini nomlari bo‘yicha tuzing: ammoniy dihidroksotetrakloroplatinat (IV), triammintrinitrokobalt (III), ularning xarakteristikalarini bering; ichki va tashqi muvofiqlashtirish sohalarini ko'rsatish; markaziy ion va uning oksidlanish darajasi: ligandlar, ularning soni va tishligi; ulanishlarning tabiati. Suvli eritmadagi dissotsilanish tenglamasini va barqarorlik konstantasining ifodasini yozing.

3. Kompleks birikmalarning umumiy xossalari, dissotsilanishi, komplekslarning barqarorligi, Kimyoviy xossalari komplekslar.

4. Qanday qilib reaktivlik komplekslar termodinamik va kinetik pozitsiyalardan xarakterlanadi?

5.Qaysi aminokomplekslar tetraamino-mis (II) ga qaraganda mustahkamroq bo'ladi va qaysi biri kamroq bardoshli bo'ladi?

6. Ishqoriy metallar ionlari hosil qilgan makrosiklik komplekslarga misollar keltiring; d-elementlarning ionlari.

7. Komplekslar qanday asosga ko'ra xelatlarga bo'linadi? Xelatlangan va xelatsiz kompleks birikmalarga misollar keltiring.

8. Mis glitsinatdan misol tariqasida intrakompleks birikmalar tushunchasini keltiring. Natriy holidagi etilendiamintetraasetik kislota bilan magniy kompleksonatning tuzilish formulasini yozing.

9. Ko‘p yadroli kompleksning sxematik tuzilish qismini keltiring.

10. Ko‘p yadroli, geterovalent va geterovalent komplekslarga ta’rif bering. Ularning hosil bo'lishida o'tish metallarining roli. Ushbu komponentlarning biologik roli.

11.Qanday turlari kimyoviy bog'lanish murakkab birikmalarda uchraydi?

12.Kompleksdagi markaziy atomda sodir bo'lishi mumkin bo'lgan atom orbitallarining gibridlanishining asosiy turlarini sanab o'ting. Gibridlanish turiga qarab kompleksning geometriyasi qanday?

13. s-, p- va d-bloklar elementlari atomlarining elektron tuzilishiga asoslanib, kompleks hosil qilish qobiliyati va ularning komplekslar kimyosida tutgan o‘rnini solishtiring.

14. Kompleks va kompleksonlarga ta’rif bering. Biologiya va tibbiyotda eng ko'p ishlatiladiganlarga misollar keltiring. Xelat terapiyasi asos bo'lgan termodinamik tamoyillarni keltiring. Vujuddan ksenobiotiklarni zararsizlantirish va yo'q qilish uchun kompleksonatlardan foydalanish.

15. Inson organizmida metall ligand gomeostazining buzilishining asosiy holatlarini ko'rib chiqing.

16. Tarkibida temir, kobalt, rux bor biokompleks birikmalarga misollar keltiring.

17. Gemoglobin ishtirokidagi raqobat jarayonlariga misollar.

18. Metall ionlarining fermentlardagi roli.

19. Nima uchun kobalt uchun murakkab ligandlar (polidentat) bilan komplekslarda oksidlanish darajasi +3 ga, galogenidlar, sulfatlar, nitratlar kabi oddiy tuzlarda oksidlanish darajasi +2 ga teng ekanligini tushuntiring?

20.Mis +1 va +2 oksidlanish darajalari bilan tavsiflanadi. Mis elektron uzatish reaktsiyalarini katalizlashi mumkinmi?

21.Sink oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarini katalizlay oladimi?

22.Simobning zahar sifatida ta'sir qilish mexanizmi qanday?

23. Reaksiyadagi kislota va asosni ko‘rsating:

AgNO 3 + 2NH 3 = NO 3.

24. Nima uchun gidroksietiliden difosfon kislotasining kaliy-natriy tuzi HEDP emas, balki dori sifatida ishlatilishini tushuntiring.

25.Organizmda biokompleks birikmalar tarkibiga kiruvchi metall ionlari yordamida elektron tashish qanday amalga oshiriladi?

7.15. TEST TOPSHIQLARI

1. Murakkab iondagi markaziy atomning oksidlanish darajasi 2- teng:

a) -4;

b)+2;

2 da;

d)+4.

2. Eng barqaror kompleks ion:

a) 2-, Kn = 8,5x10 -15;

b) 2-, Kn = 1,5x10 -30;

c) 2-, Kn = 4x10 -42;

d) 2-, Kn = 1x10 -21.

3. Eritmada 0,1 mol PtCl 4 4NH 3 birikmasi mavjud. AgNO 3 bilan reaksiyaga kirishib, 0,2 mol AgCl cho'kmasi hosil qiladi. Boshlang'ich moddaga muvofiqlashtirish formulasini bering:

a) Cl;

b) Cl 3;

c) Cl 2;

d) Cl 4.

4. Natijada hosil bo'lgan komplekslar qanday shaklga ega sp 3 d 2-gi- gibridlanish?

1) tetraedr;

2) kvadrat;

4) trigonal bipiramida;

5) chiziqli.

5. Pentaammin xlorokobalt (III) sulfat birikmasi formulasini tanlang:

a) Na 3 ;

6)[CoCl 2 (NH 3) 4 ]Cl;

c) K 2 [Co(SCN) 4 ];

d) SO 4;

e) [Co(H 2 O) 6 ] C1 3 .

6. Qaysi ligandlar polidentatdir?

a) C1 - ;

b) H 2 O;

v) etilendiamin;

d) NH 3;

e) SCN - .

7. Komplekslashtiruvchi moddalar quyidagilardir:

a) elektron juft donor atomlari;

v) elektron juftlarni qabul qiluvchi atomlar va ionlar;

d) elektron juftlarning donorlari bo'lgan atomlar va ionlar.

8. Eng kam murakkab hosil qilish qobiliyatiga ega bo'lgan elementlar:

a)lar; c) d;

b) p ; d) f

9. Ligandlar quyidagilardir:

a) elektron juft donor molekulalar;

b) elektron juft akseptor ionlari;

v) elektron juftlarning molekulalari va ion-donorlari;

d) elektron juftlarni qabul qiluvchi molekulalar va ionlar.

10. Kompleksning ichki muvofiqlashtirish sohasidagi aloqa:

a) kovalent almashinuv;

b) kovalent donor-akseptor;

c) ionli;

d) vodorod.

11. Eng yaxshi komplekslashtiruvchi vosita:

II.1. Kontseptsiya va ta'rif.

Murakkab birikmalar noorganik birikmalarning eng ko'p sinfidir. Ushbu birikmalarga qisqacha va to'liq ta'rif berish qiyin. Kompleks birikmalar koordinatsion birikmalar deb ham ataladi. Koordinatsion birikmalar kimyosi organik va noorganik kimyoni o‘zaro bog‘laydi.

Oldin kech XIX asrlar davomida murakkab birikmalarni o'rganish faqat tavsifiy edi. 1893 yil Shveytsariya kimyogari Alfred Verner koordinatsiya nazariyasini yaratdi. Uning mohiyati quyidagicha: kompleks birikmalarda markaziy atom - kompleks hosil qiluvchi vosita atrofida ligandlar yoki addendlar deb ataladigan atomlar yoki atomlar guruhining muntazam geometrik joylashuvi mavjud.

Shunday qilib, murakkab kimyo markaziy zarracha va uning atrofida muvofiqlashtirilgan ligandlardan tashkil topgan ion va molekulalarni o'rganadi. Markaziy zarracha, kompleks hosil qiluvchi vosita va u bilan bevosita bog'langan ligandlar kompleksning ichki sferasini tashkil qiladi. Noorganik ligandlar uchun ko'pincha ularning soni markaziy zarrachaning koordinatsion soniga to'g'ri keladi. Shunday qilib, muvofiqlashtirish raqami umumiy soni neytral molekulalar yoki kompleksdagi markaziy atomga bog'langan ionlar (ligandlar).

Ichki sferadan tashqarida joylashgan ionlar kompleks birikmaning tashqi sferasini hosil qiladi. Formulalarda ichki shar kvadrat qavs ichiga olinadi.

K 4 4- - ichki sfera yoki kompleks ion

kompleks hosil qiluvchi ionlarni muvofiqlashtirish

Komplekslashtiruvchi moddalar quyidagilardir:

1) musbat metall ionlari (odatda d-elementlar): Ag +, Fe 2+, Fe 3+, Cu 2+, Al 3+, Co 3+; va boshqalar (komplekslashtiruvchi ionlar).

2) kamroq tez-tez - d-elementlar bilan bog'liq neytral metall atomlari: (Co, Fe, Mn va boshqalar)

3) turli musbat oksidlanish darajalariga ega bo'lgan ba'zi metall bo'lmagan atomlar - B +3, Si +4, P +5 va boshqalar.

Ligandlar quyidagilar bo'lishi mumkin:

1) manfiy zaryadlangan ionlar (OH - , Hal - , CN - siyano guruhi, SCN - tiotsiano guruhi, NH 2 - aminokislotalar va boshqalar).

2) qutbli molekulalar: H 2 O (ligand nomi “aqua”), NH 3 (“ammin”),

CO ("karbonil").

Shunday qilib, kompleks birikmalar (koordinatsion birikmalar) kompleks deb ataladi kimyoviy birikmalar, ularda markaziy atom tomonidan ma'lum oksidlanish holatida (yoki ma'lum valentlik bilan) hosil bo'lgan murakkab ionlar va u bilan bog'liq ligandlar mavjud.

II.2. Tasniflash

I. Ligandlarning tabiatiga ko'ra:

1. Aqua komplekslari (H 2 O)

2. Gidroksokomplekslar (OH)

3. Omin komplekslari (NH 3) - ammiak

4. Kislota komplekslari (kislotali qoldiqlari bilan - Cl -, SCN -, S 2 O 3 2- va boshqalar)

5. Karbonil komplekslari (CO)

6. Organik ligandlar (NH 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2 va boshqalar) bilan komplekslar.

7. Anion galogenidlari (Na)

8. Aminokomplekslar (NH 2)

II. Kompleks ionning zaryadiga ko'ra:

1. Kationik tip - kompleks ionning zaryadi musbat

2. Anion tipi - kompleks ionning zaryadi manfiy.

Kompleks birikmani to'g'ri yozish uchun markaziy atomning oksidlanish darajasini, uning koordinatsion raqamini, ligandlarning tabiatini va kompleks ionining zaryadini bilish kerak.

II.3. Koordinatsion raqam neytral molekulalar yoki ionlar (ligandlar) va kompleksdagi markaziy atom o'rtasidagi s bog'lanishlar soni sifatida aniqlanishi mumkin.

Koordinatsion sonning qiymati asosan kompleks hosil qiluvchining elektron qobig'ining o'lchami, zaryadi va tuzilishi bilan belgilanadi. Eng keng tarqalgan koordinatsion raqam 6. U quyidagi ionlar uchun xosdir: Fe 2+, Fe 3+, Co 3+, Ni 3+, Pt 4+, Al 3+, Cr 3+, Mn 2+, Sn 4 +.

K3, Na3, Cl3

geksasianoferrat (III) geksanitrokobaltat (III) geksaakvaxrom (III) xlorid

kaliy natriy

Koordinatsiya raqami 4 2 zaryadlangan ionlarda va alyuminiy yoki oltinda uchraydi: Hg 2+, Cu 2+, Pb 2+, Pt 2+, Au 3+, Al 3+.

(OH) 2 - tetraamminli mis (II) gidroksid;

Na 2 - natriy tetragidroksokuprat (II)

K 2 – kaliy tetraiodomerkurat (II);

H - vodorod tetrakloroaurat (III).

Ko'pincha koordinatsion raqam kompleks hosil qiluvchi ionning oksidlanish darajasidan ikki baravar ko'p aniqlanadi: Hg 2+, Cu 2+, Pb 2+ uchun - koordinatsion raqam 4; Ag +, Cu + - koordinatsion soni 2 ga teng.

Ob'ektlarning ichki yoki tashqi sohada joylashganligini aniqlash uchun uni amalga oshirish kerak sifatli reaktsiyalar. Masalan, kaliy K 3 -geksasiyanoferrat (III). Ma'lumki, temir ioni (+3) tiosiyanat anioni bilan to'q qizil temir tiosiyanat (+3) hosil qiladi.

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

Kaliy geksatsianoferrat (III) eritmasiga ammoniy yoki kaliy tiosiyanat eritmasi qo'shilsa, rang kuzatilmaydi. Bu eritmada etarli miqdorda temir ionlari Fe 3+ yo'qligini ko'rsatadi. Markaziy atom ligandlar bilan kovalent qutbli bog' (bog' hosil bo'lishining donor-akseptor mexanizmi) orqali bog'langan, shuning uchun ion almashinuvi reaktsiyasi sodir bo'lmaydi. Aksincha, tashqi va ichki sferalar ion aloqasi bilan bog'langan.

II.4. Kompleks tuzuvchining elektron tuzilishi nuqtai nazaridan kompleks ionning tuzilishi.

Tetraammin mis (II) kationining tuzilishini tahlil qilaylik:

a) mis atomining elektron formulasi:

2 8 18 1 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

b) Cu 2+ kationining elektron formulasi:

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-

ionli bog'lanish

kov. ulanish

donor-akseptor mexanizmiga ko'ra.

uchun mashq mustaqil qaror:

Algoritm yordamida kompleks ion 3- strukturasini chizing:

a) temir atomining elektron formulasini yozing;

b) temir ioni Fe 3+ elektron formulasini 4s pastki sathdan elektronlarni va 3d pastki sathdan 1 elektronni ajratib yozing;

c) ionning elektron formulasini qayta yozing, 3d pastki sathdagi elektronlarni ushbu pastki sathning hujayralarida juftlashtirib, hayajonlangan holatga o'tkazing.

d) 3d, 4s, 4p - pastki darajalardagi barcha bo'sh hujayralar sonini sanash

e) siyanid anionlarini CN - ularning ostiga qo'ying va ionlardan bo'sh hujayralarga o'qlarni torting.

II.5. Kompleks hosil qiluvchi va kompleks ionning zaryadini aniqlash:

1. Kompleks ionning zaryadi qarama-qarshi ishorali tashqi sfera zaryadiga teng; u ham summasiga teng kompleks hosil qiluvchi va barcha ligandlarning zaryadi.

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

2. Kompleks hosil qiluvchining zaryadi ligandlar va tashqi sfera zaryadlarining algebraik yig‘indisiga teng (qarama-qarshi belgi bilan).

Cl x +0·2 +(–1)·2 = 0; x=2-1= +1

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

3. Markaziy atomning zaryadi qancha yuqori bo'lsa va ligandning zaryadi qancha kam bo'lsa, koordinatsion raqam shunchalik yuqori bo'ladi.

II.6. Nomenklatura.

Murakkab birikmalarni nomlashning bir necha usullari mavjud. Keling, markaziy atomning valentligi (yoki oksidlanish darajasi) dan foydalanib, oddiyroqni tanlaylik

II.6.1. Kationik tipdagi kompleks birikmalarning nomi:

Kompleks ionning zaryadi musbat bo'lsa, kompleks birikmalar katyonik tipga kiradi.

Murakkab birikmalarni nomlashda:

1) birinchi navbatda koordinatsion raqam yunoncha prefikslar yordamida chaqiriladi (hexa, penta, three);

2) keyin, “o” oxiri qo‘shilgan zaryadlangan ligandlar;

3) keyin, neytral ligandlar (“o” oxirisiz);

4) rus tilida kompleks hosil qiluvchi vosita genitativ holatda, uning valentligi yoki oksidlanish darajasi ko'rsatiladi va keyin anion deb ataladi. Ammiak - ligand "o"siz "ammin", suv - "aqua" deb ataladi.

SO 4 tetraamminli mis (II) sulfat;

Cl diammin kumush (I) xlorid;

Cl 3 – geksiodokobalt (III) xlorid;

Cl - oksalatopentaqua-alyuminiy (III) xlorid

(okalat oksalat kislotasining ikki marta zaryadlangan anionidir);

Cl 3 - oltita suvli temir (III) xlorid.

II.6.2. Anion tipdagi kompleks birikmalarning nomenklaturasi.

Kation, koordinatsion raqam, ligandlar va keyin kompleks hosil qiluvchi - markaziy atom nomlanadi. Komplekslashtiruvchi vosita deyiladi lotin nominativ holatda "at" tugaydi.

K 3 - kaliy geksafluoroferrat (III);

Na 3 - natriy geksanitrokobaltat (III);

NH 4 - ammoniy ditiotsianodikarbonil simob (I)

Neytral kompleks: – temir pentakarbonil.

MUSTAQIL YECHISH UCHUN MISOLLAR VA VAZIFALAR

1-misol. Quyidagi kompleks birikmalarni tasniflang, to‘liq tavsiflang va nom bering: a) K 3 –; b) Cl; V) .

Yechim va javob:

1) K 3 - 3 ion K + - tashqi sfera, uning umumiy zaryadi +3, 3- - ichki sfera, umumiy zaryadi tashqi sfera zaryadiga teng, qarama-qarshi belgi bilan olingan - (3-)

2) Anion tipdagi kompleks birikma, chunki ichki sfera zaryadi manfiy;

3) Markaziy atom kompleks hosil qiluvchi - kumush ioni Ag+

4) Ligandlar - ikkita ikki marta zaryadlangan tiosulfat kislota qoldig'i H 2 S 2 O 3, atsidokomplekslarga kiradi.

5) Kompleks hosil qiluvchining koordinatsion raqami Ushbu holatda istisno tariqasida, u 4 ga teng (ikkita kislota qoldig'ida 4 ta vodorod kationlarisiz 4 ta valentlik s bog'lari mavjud);

6) Kompleks hosil qiluvchining zaryadi +1 ga teng:

K 3 : +1 3 + X + (-2) 2 = 0 à X= +1

7) Nomi: – kaliy ditiosulfat argentat (I).

1) Cl - 1 ion - Cl - - tashqi sfera, uning umumiy zaryadi -1, - - ichki sfera, umumiy zaryadi tashqi sfera zaryadiga teng, qarama-qarshi belgi bilan olingan - (3+)

2) Kationik tipdagi kompleks birikma, chunki ichki sfera zaryadi musbat.

3) Markaziy atom kompleks hosil qiluvchi - kobalt ioni Co, uning zaryadini hisoblang:

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

4) Aralash tipdagi kompleks birikma, chunki uning tarkibida turli ligandlar mavjud; kislota kompleksi (Cl - xlorid kislota qoldig'i) va ammin kompleksi - ammiak (NH 3 - ammiak-neytral birikma)

6) Nomi - diklorotetraammin kobalt (III) xlorid.

1) - tashqi sfera yo'q

2) Neytral tipdagi kompleks birikma, chunki ichki sharning zaryadi = 0.

3) Markaziy atom kompleks hosil qiluvchi - volfram atomi,

uning zaryadi = 0

4) Karbonil kompleksi, chunki ligand neytral zarracha - karbonil - CO;

5) Kompleks hosil qiluvchining koordinatsion raqami 6;

6) Nomi: – geksakarbonil volfram

Topshiriq 1. Kompleks birikmalarga xarakter bering:

a) Li 3 Cr (OH) 6 ]

b) I 2

c) [Pt Cl 2 (NH 3) 2 ] va ularga nom bering.

2-topshiriq. Kompleks birikmalarni ayting: NO 3,

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