Комплексные соединения (синоним координационные соединения) — сложные химические вещества, в составе которых имеются комплексные ионы, образованные центральным атомом в нужной степени окисления и связанными с ним лигандами, т. е. простыми и сложными ионами или молекулами, в большом медицинском-биологическом значении комплексные соединения свидетельствует то, что жизненно необходимые человеку и всем живым организмам d-элементы находятся в них исключительно в виде комплексных соединений, гл. обр. со сложными органическими молекулами — белками, азотсодержащими основаниями и др. s-Элементы в живых организмах также частично находятся в составе комплексного соединения. Перспективы использования комплексного соединения в медицине весьма велики. Лишь сравнительно немногие из известных комплексных соединений исследованы на биол. активность. Обнаружено, что ряд комплексных соединений платины проявляет противоопухолевую активность. Некоторые комплексные соединения в мед. практике используется в качестве лекарственных средств (например, витамин В12 представляет собой комплексное соединение кобальта). Комплексные соединения активно используются в анализе лекарственных веществ. Относительно простые комплексные соединения могут служить моделями сложных ферментов или других биологически активных высокомолекулярных соединений: известны комплексные соединения кобальта, способные обратимо связывать кислород, подобно гемоглобину.
Для выяснения биохимической роли d- элементов необходимо изучение комплексных соединений, в форме которых эти элементы присутствуют в живых организмах. Природные комплексные соединения железа, меди, кобальта, марганца, цинка получены в так наз. индивидуальном состоянии; это гемоглобин, различные металл протеиды и др. Особенности участия атомов d-элементов в биохимических процессах объясняются их способностью изменять в своих комплексных соединениях степени окисления и координационные числа.
Атомы этих элементов входят в активные центры многих ферментов и биологически активных соединений. Наиболее хорошо изучен механизм действия железа в гемоглобине и ферментах цепи окисления — в цитохромах. В этих веществах железо, связанное с протонорфирином, образует макроциклическое комплексное соединение. В гемоглобине железо способно повышать свое координационное число, т. е. число связанных с ним атомов или групп атомов, и за счет этого обратимо присоединять молекулу кислорода. В цитохромах железо служит переносчиком электронов, последовательно меняя степени окисления с +два на + три и наоборот.
Лиганды образуют так наз. внутреннюю сферу комплексных соединений. Заряд комплексного иона сопостовим алгебраической сумме степени окисления центрального атома и зарядов лигандов. В состав комплексных соединений, помимо комплексных ионов, входят также противоположно заряженные ионы, не связанные с центральным атомом непосредственной хим. связью. Эти ионы образуют внешнюю сферу комплексных соединений.
В формулах комплексных соединений центральный атом и лиганды заключаются в квадратные скобки, ионы внешней сферы записываются вне этих скобок (K3[FeF6]). Суммарный заряд комплексной частицы иногда оказывается равным нулю, тогда Комплексные соединения не имеет ионов внешней сферы ([Co(NH3)3(N02)3]).
В названиях комплексные соединения перечисляются лиганды с указанием их количества, называется центральный атом и обозначается степень его окисления (в скобках, римской цифрой). Если комплексная частица является анионом, к названию комплексные соединения присоединяется окончание «-ат». Отдельно указываются ионы внешней сферы. Например, Комплексные соединения K2[PtCl4], [Pt(NH3)2Cl2] и [Pt(NH3)4]Gl2 называются так: тетрахлороплатинат (II) калия, дихлородиаминплатина (II), тетрамин- платина (II) хлорид.
К комплексным соединениям относится большинство неорганических соединений. Количество потенциально возможных комплексных соединений чрезвычайно велико, т. к. число комбинаций различных центральных атомов и лигандов огромно. В тех случаях, когда в качестве лигандов выступают органические молекулы, соответствующие комплексные соединения занимают промежуточное положение между неорганическими и органическими веществами.
В растворах комплексных соединений диссоциируют как сильные электролиты на комплексный ион и ионы внешней сферы. Комплексные соединения, не имеющие ионов внешней сферы, в растворах ведут себя как не электролиты. Однако комплексные ионы в растворах комплексных соединений, в свою очередь, обратимо и ступенчато диссоциируют, отщепляя лиганды и т. д. Чем менее устойчиво комплексные соединения в растворе, тем больше относительное содержание продуктов диссоциации комплексных ионов.
Комплексные соединения образуют много изомерных форм. Особенно специфичны для Комплексных соединений два вида изомерии: структурная (ионизационная) — различное распределение анионов между внутренней и внешней сферой комплексных соединений, например [Co(NH3)5Br]S04 и [Co(NH3)6S04]Br; геометрическая (стереоизомерия) — различный порядок расположения лигандов вокруг центрального атома.
Способность атомов различных хим. элементов образовывать комплексные соединения, т. е. играть роль центральных атомов, неодинакова. Наиболее типичными комплексообразователями являются атомы и ионы d-элементов. Практически все соединения d-элементов являются комплексные соединения или по своему строению близки к ним. Так, кристаллогидраты солей d-элементов являются комплексные соединения с молекулами воды в качестве лигандов, а безводные соли имеют кристаллические структуры, в которых катионы d-элементов окружены анионами так же, как и в комплексных ионах. Хорошими комплексообразователями являются также f-элементы (лантаноиды и актиноиды). Меньшее количество комплексных соединений известно для p-элементов. Углерод принадлежит к числу немногих элементов, не образующих комплексные соединения, но он входит в состав множества лигандов. s-Элементы редко образуют устойчивые комплексные соединения.
Наибольшее значение имеют их подходящие соединения с комплексонами — так называемые коронными эфирами циклическими соединениями, в молекуле которых чередуются атомы кислорода и группы — (LH4~).
Для выяснения биохимической роли d- элементов необходимо изучение комплексных соединений, в форме которых эти элементы присутствуют в живых организмах. Природные комплексные соединения железа, меди, кобальта, марганца, цинка получены в так наз. индивидуальном состоянии; это гемоглобин, различные металл протеиды и др. Особенности участия атомов d-элементов в биохимических процессах объясняются их способностью изменять в своих комплексных соединениях степени окисления и координационные числа.
Атомы этих элементов входят в активные центры многих ферментов и биологически активных соединений. Наиболее хорошо изучен механизм действия железа в гемоглобине и ферментах цепи окисления — в цитохромах. В этих веществах железо, связанное с протонорфирином, образует макроциклическое комплексное соединение. В гемоглобине железо способно повышать свое координационное число, т. е. число связанных с ним атомов или групп атомов, и за счет этого обратимо присоединять молекулу кислорода. В цитохромах железо служит переносчиком электронов, последовательно меняя степени окисления с +два на + три и наоборот.
Лиганды образуют так наз. внутреннюю сферу комплексных соединений. Заряд комплексного иона сопостовим алгебраической сумме степени окисления центрального атома и зарядов лигандов. В состав комплексных соединений, помимо комплексных ионов, входят также противоположно заряженные ионы, не связанные с центральным атомом непосредственной хим. связью. Эти ионы образуют внешнюю сферу комплексных соединений.
В формулах комплексных соединений центральный атом и лиганды заключаются в квадратные скобки, ионы внешней сферы записываются вне этих скобок (K3[FeF6]). Суммарный заряд комплексной частицы иногда оказывается равным нулю, тогда Комплексные соединения не имеет ионов внешней сферы ([Co(NH3)3(N02)3]).
В названиях комплексные соединения перечисляются лиганды с указанием их количества, называется центральный атом и обозначается степень его окисления (в скобках, римской цифрой). Если комплексная частица является анионом, к названию комплексные соединения присоединяется окончание «-ат». Отдельно указываются ионы внешней сферы. Например, Комплексные соединения K2[PtCl4], [Pt(NH3)2Cl2] и [Pt(NH3)4]Gl2 называются так: тетрахлороплатинат (II) калия, дихлородиаминплатина (II), тетрамин- платина (II) хлорид.
К комплексным соединениям относится большинство неорганических соединений. Количество потенциально возможных комплексных соединений чрезвычайно велико, т. к. число комбинаций различных центральных атомов и лигандов огромно. В тех случаях, когда в качестве лигандов выступают органические молекулы, соответствующие комплексные соединения занимают промежуточное положение между неорганическими и органическими веществами.
В растворах комплексных соединений диссоциируют как сильные электролиты на комплексный ион и ионы внешней сферы. Комплексные соединения, не имеющие ионов внешней сферы, в растворах ведут себя как не электролиты. Однако комплексные ионы в растворах комплексных соединений, в свою очередь, обратимо и ступенчато диссоциируют, отщепляя лиганды и т. д. Чем менее устойчиво комплексные соединения в растворе, тем больше относительное содержание продуктов диссоциации комплексных ионов.
Комплексные соединения образуют много изомерных форм. Особенно специфичны для Комплексных соединений два вида изомерии: структурная (ионизационная) — различное распределение анионов между внутренней и внешней сферой комплексных соединений, например [Co(NH3)5Br]S04 и [Co(NH3)6S04]Br; геометрическая (стереоизомерия) — различный порядок расположения лигандов вокруг центрального атома.
Способность атомов различных хим. элементов образовывать комплексные соединения, т. е. играть роль центральных атомов, неодинакова. Наиболее типичными комплексообразователями являются атомы и ионы d-элементов. Практически все соединения d-элементов являются комплексные соединения или по своему строению близки к ним. Так, кристаллогидраты солей d-элементов являются комплексные соединения с молекулами воды в качестве лигандов, а безводные соли имеют кристаллические структуры, в которых катионы d-элементов окружены анионами так же, как и в комплексных ионах. Хорошими комплексообразователями являются также f-элементы (лантаноиды и актиноиды). Меньшее количество комплексных соединений известно для p-элементов. Углерод принадлежит к числу немногих элементов, не образующих комплексные соединения, но он входит в состав множества лигандов. s-Элементы редко образуют устойчивые комплексные соединения.
Наибольшее значение имеют их подходящие соединения с комплексонами — так называемые коронными эфирами циклическими соединениями, в молекуле которых чередуются атомы кислорода и группы — (LH4~).