41000

Комплексоутворення в біологічних системах

Лекция

Химия и фармакология

Координаційне число це число яке показує скільки простих лігандів координується навколо центрально атома.До тридентантних лігандів можна віднести аспарагінову кислоту до полідентантних деякі аміно карбонові та поліамінокарбонові кислоти. Число приєднаних лігандів дорівнює координаційному числу поділеному на дентатність ліганду. Ось чому координаційне число не завжди збігається з числом приєднаних лігандів.

Украинкский

2013-10-22

55 KB

50 чел.

Лекція №3.

«Комплексоутворення в біологічних системах.»

План.

  1.  Координаційна теорія А. Вернера
  2.  Класифікація та номенклатура комплексних сполук.
  3.  Дисоціація комплексних сполук
  4.  Ізомерія комплексних сполук
  5.  Застосування комплексних сполук

  1.  Координаційна теорія А. Вернера.

Засновником координаційної теорії комплексних сполук є швейцарський хімік Альфред Вернер (1866 - 1919); за роботи в цій області йому в 1913 році була присуджена Нобелівська премія з хімії.

Комплексні, або координаційні, сполуки відносять до багаточисленного класу сполук, до складу яких можуть входити як неорганічні, так і органічні сполуки у вигляді нейтральних або незаряджених частинок. За багаточисленності вони займають друге місце після органічних сполук.

Основні положення теорії.

  1.  Крім головних валентностей, у атомів існують додаткові (побічні) валентності.
  2.  Насичення основних валентностей – це утворення сполук першого порядку типу: HCl, H20, SO3.
  3.  Насичення побічних валентностей лежить в основі утворення сполук вищого порядку, наприклад NH4Br, [Co(NH3)6]Cl3
  4.  Комплексні сполуки мають центричну будову, тобто всі групи, що входять до їх складу, певним чином розташовані навколо атома – комплексоутворювача, або центрального атома (йона).

Комплексними сполуками називають стійкі хімічні сполуки, у вузлах кристалічної решітки яких знаходяться складні частинки, що містять центральний атом і оточуючи його молекули або Йони.

Наприклад у сполуках [Ag(NH3)2] Cl  і    K2[Zn(OH)4] центральним атомом або комплексоутворювачем є Ag+ і Zn2+. Вони оточені молекулами амоніаку і гідроксид їонами які називаються лігандами або адендами. Комплексоутворювач разом з лігандом утворюють внутрішню координаційну сферу, яка може бути як електронейтральною, так і у вигляді катіона або аніона. Йони Cl  і    K утворюють зовнішню сферу.

Центральним атомом можуть бути майже всі елементи ПС, але найбільшу здатність виявляють d-елементи. Лужні і лужноземельні метали є менш активними комплексоутворювачами.

Координаційне число – це число яке показує, скільки простих лігандів координується навколо центрально атома. К.Ч.- це число зв’язків, за допомогою яких ліганди сполучаються з комплексоутворювачем. Зі збільшенням ступеня окиснення центрально атома збільшується і значення к.ч., яке переважно у два рази більше валентності комплексоутворювача і у більшості випадків має значення 2,4,6.

Координаційна ємність або дентантність визначається кількістю місць, які займає ліганд у внутрішній сфері, тобто  числом атомів, які одночасно можуть утворювати зв'язки з комплексоутворювачем. Ліганди поділяються на моно-, бі-, три-, полідентантні. Монодентантний ліганд займає одне місце в внутрішній сфері, наприклад нейтральні молекули Н2О, NH3, СО та одновалентні кислотні залишки Cl, Br, I, F. Бідентантні лігандами виступають аніони дво- і багато основних кислот СО3, SO4, .До тридентантних лігандів можна віднести аспарагінову кислоту, до полідентантних – деякі аміно карбонові та поліамінокарбонові кислоти.

Число приєднаних лігандів дорівнює координаційному числу, поділеному на дентатність ліганду. Ось чому координаційне число не завжди збігається з числом приєднаних лігандів.

  1.  Номенклатура. Назва КС залежить від того, катіоном чи аніоном є внутрішня сфера.
  2.  У комплексних сполуках першим називають катіон, а потім аніон
  3.  У комплексних сполуках ліганди називають перед комплексоутворювачем. Перелік лігандів ведуть в абетковому порядку.

[Pt(NH3)2ClBr] – діамінбромохлороплатина (ІІ)

[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2 – акватетраамінхлорокобальт (ІІІ) хлорид

3.До назв аніонних лігандів додають закінчення –о, а нейтральні ліганди називають так само, як і молекули.

4.Число лігандів кожного виду (якщо їх число перевищує одиницю) вказують грецькими префіксами: ди- (2), три- (3), тетра- (4), пента- (5), гекса- (6).

Якщо ж такий самий префікс є у назві ліганду (діетилентриамін, етилендіамін), то назви лігандів беруть у дужки ф перед ними ставлять префікси іншого типу: біс- (2), тріс- (3), тетракіс- (4), пентакіс- (5), гексакіс- (6). Наприклад: [Cr(En)3]Cl3 – тріс(етилендіамін)хром (ІІІ) хлорид.

5.У назву комплексного аніону має входити суфікс –ат. Комплексоутворювач, що входить до складу катіону чи нейтральної молекули не має закінчення.

6.Ступінь окиснення комплексоутворювача вказують у дужках римською цифрою відразу за назвою комплексоутворювача.

K[CuCl2] – калій дихлорокупрат (ІІ), [Cr(H2O)3NH3Br2](NO3)2 – триаквааміндибромохром (ІІІ) нітрат.

Назви лігандів

N3- азидо

Br - бромо

Cl - хлоро

CN - ціано

OH - гідроксо

CO3 - карбонато

C2O4 оксалато

NH3  - амін

NH2C2H2NH2 - етилендіамін

H2O аква

NO2 нітро

CO карбоніл

CNS тіаціано

Класифікація:

І. За зарядом внутрішньої сфери:

1. КС з комплексним катіоном (роль лігандів виконують нейтральні молекули) [Ag(NH3)2] Cl   

2. КС з комплексним аніоном( лігандом виступають кислотні залишки) K4[Fe(CN)6]

3. електронейтральні КС, в яких величина заряду комплексоутворювача і лігандів однакова Pt(NH3)2Cl2

ІІ. За природою лігандів

  1.  Якщо лігандами слугують молекули аміаку КС називаються             аміакатами [Ag(NH3)2] Cl   
  2.  Якщо лігандами слугують молекули води КС називаються             аквакомплексами [ Zn(H2O)4]
  3.  Якщо лігандами слугують гідроксогрупи  КС називаються     гідроксокомплексами K3 [Cr(OH)6]
  4.  Якщо лігандами слугують СО КС називаються     карбоніли Fe(CO)5
  5.  Якщо лігандами слугують кислотні  залишки називаються             ацидокомплекси
  •  ціаніди  K2[Cu(CN)4]
  •  галоген іди   K2[HgI4]
  •  тіоцианати (роданіди) K2[V(SNC)6]
  •  тіосульфати  K3[Ag(S2O3)2]
  •  сполуки, що містять ліганди різних класів - змішані комплекси  K[Al(OH)4 (H2O)2]

3 Дисоціація КС

Усі КС крім електронейтральних у водних розчинах виявляють властивості сильних електролітів. Між їоном зовнішньої та внутрішньої сфер виникає іоний зв'язок, тому КС дисоціюють необоротно:

K [Cu(CN)2] ↔ K+ + [Cu(CN)2]-

[Zn(NH3)4]SO4 ↔ [Zn(NH3)4]2+ +   SO42-

Таку дисоціацію що призводить до утворення йонів внутрішньої і зовнішньої сфери називають первинною.

Утворенні комплекси можуть дисоціювати далі, тобто підлягають вторинній дисоціації яка відбувається ступінчато.

[Cu(CN)2]- ↔ CuCN  + CN-  І ступінь

CuCN  ↔ Cu+ + CN-   ІІ ступінь

Або [Cu(CN)2]-  Cu+ + 2CN-

Добуток ступінчастих констант дає вираз загальної константи дисоціації комплексного йона або константи нестійкості Кн

Кн = [Cu+ ][CN- ]2   /  [Cu(CN)2]-  

Комплексний йон тим стійкіший, чим менше значення його константи дисоціації або Кн.

Інколи використовують величину обернену до константи дисоціації яку називають  константою утворення комплексу або константою стійкості і позначають β

β = 1/ Кн

Чим більше значення константи стійкості тим більш стійкіший комплексний йон у розчині.

4. Ізомерія КС

1. Геометрична  або просторова ізомерія полягає в різному просторовому положенні лігандів відносно комплексоутворювача.

2. Оптична ізомерія характерна для різнолігандних або хелатних комплексних сполук, у цьому разі один ізомер є дзеркальним відбитком іншого. Оптичні ізомери утворюються одночасно в однакових кількостях і складають рацемічну суміш.

3. Гідратна ізомерія полягає в різному розміщенні молекул води у внутрішній і зовнішній координаційних сферах. Наприклад, формулі СrСl3*6Н2О відповідають три комплексні сполуки: [Сr(Н2О)6]С13 — фіолетового кольору, [Сr(Н2О)5С1]С12*Н2О — світло-зеленого і [Сr(Н2О)4С12]С1*2Н2О — темно-зеленого кольору.

4.Іонізаційна ізомерія утворюється при різному розподілі кислотних залишків між зовнішньою сферою і внутрішньою КС.

[PtBr2(NH3)4]Cl2 

[PtCl2(NH3)4]Br2 

  1.  Застосування КС в медицині

Комплексні (координаційні) сполуки надзвичайно широко поширені в живій і неживій природі, застосовуються в промисловості, сільському господарстві, науці, медицині. Так, хлорофіл - це комплексне з'єднання магнію з порфірітами, гемоглобін містить комплекс заліза (II) з порфірітовимі циклами. Численні мінерали, як правило, представляють собою координаційні сполуки металів. Значна кількість лікарських препаратів містить комплекси металів як фармакологічно активних речовин, наприклад інсулін (комплекс цинку), вітамін B12 (комплекс кобальту), платінол (комплекс платини) і т.д.

КС застосовують як протимікробні, протипухлинні та вітамінні препарати. КС цинку використовують у дерматології, а карбоніли залізо для лікування залізодефіцитної анемії.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37886. УСТАНОВКА ОБЕРБЕКА 300.5 KB
  ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Согласно основному закону динамики вращательного движения угловое ускорение твёрдого тела способного вращаться вокруг неподвижной оси определяется суммой проекций моментов всех внешних сил на ось вращения: 1 где Mi проекция момента i той силы действующей на тело на ось вращения ε угловое ускорение I момент инерции тела относительно оси вращения. Прибор носит название установка или крест Обербека. Ось закреплена в подшипниках так что вся система может вращаться вокруг горизонтальной оси....
37887. ИСПЫТАНИЕ ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ 223.16 KB
  атериальное обеспечение. Вытяжной вентиляционный шкаф с воздуховодом, оборудованный шторкой для изменения площади рабочего проёма; анемометр крыльчатый АСО-3, секундомер; комбинированный приёмник воздушного давления, микроманометр многопредельный с наклонной трубкой ММН-240(5)-1,0, шумомер ШУМ-1М.
37888. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 110. 297.5 KB
  4 ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ОСИ КОЛЬЦЕВОЙ КАТУШКИ Методическое указание к выполнению лабораторной работы по курсу общей физики для студентов инженерно технических специальностей Калининград 2006 1. Цель работы: Исследование магнитного поля на оси катушки: измерить магнитную индукцию в различных точках на оси кольцевой катушки; построить график изменения магнитной индукции вдоль оси катушки; проверить результаты измерения расчётом. Для кольцевой катушки содержащей витков:...
37889. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ДИПОЛЬНОЙ МОДЕЛИ СЕРДЦА 73 KB
  2 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ДИПОЛЬНОЙ МОДЕЛИ СЕРДЦА ЛИТЕРАТУРА: Ремизов А. построение кардиограммы дипольной модели сердца. Будем считать что плечо диполя сердца через равные промежутки времени t в условных единицах последовательно принимает значения l приведенные в таблице. Эти графики будут соответствовать кардиограммам I II III отведений на треугольнике Эйнтховена нашей дипольной модели сердца.
37890. Включение фотоэлектрок Олориметра и порядок работы 225.5 KB
  Поставить выключатель гальванометра в положение. Оптическим клином грубой наводки поставить стрелку гальванометра на “0â€. Оптическим клином грубой и точной наводки установить стрелку гальванометра на “0†точно.
37891. Определение отношения теплоемкостей газа при постоянном давлении и объеме 1.41 MB
  11 Лабораторная работа № 116 Определение отношения теплоемкостей газа при постоянном давлении и объеме Цель работы Изучение закономерностей изменения параметров состояния газа в различных процессах и определение отношения теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и объеме. Удельная и молярная теплоемкости газов зависят как от природы газа так и от условий его нагревания.3 Изменение внутренней энергии идеального газа однозначно определяется его начальным и конечным состояниями тогда как совершаемая газом работа зависит от характера...
37892. Определение отношения теплоемкостей газа при постоянном давлении и постоянном объеме резонансным методом 1.34 MB
  12 Лабораторная работа № 119 Определение отношения теплоемкостей газа при постоянном давлении и постоянном объеме резонансным методом 1. Теплоемкость и коэффициент Пуассона газа Для характеристики тепловых свойств вещества наряду с другими величинами используют молярную и удельную теплоемкости. Теплоемкость газа зависит от природы его молекул и от того как происходит его нагревание.1 Внутренняя энергия идеального газа это энергия теплового движения его молекул и атомов в молекулах.
37893. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ ПАРООБРАЗОВАНИЯ ВОДЫ 115 KB
  12 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 122 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ ПАРООБРАЗОВАНИЯ ВОДЫ Цель работы Определение удельной и молярной теплоты парообразования воды при фазовом переходе первого рода по экспериментально полученной зависимости давления насыщенных паров от температуры.11 Полученная формула устанавливает связь между молярной теплотой парообразования воды давлением и температурой водяного пара. Изменяя температуру пара T необходимо построить график зависимости по угловому коэффициенту которого можно определить молярную теплоту парообразования...
37894. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ ВОЗДУХА КАПИЛЛЯРНЫМ МЕТОДОМ 2.7 MB
  Изучение внутреннего трения воздуха как одного из явлений переноса в газах. При протекании жидкости или газа в узкой прямолинейной цилиндрической трубе капилляре при малых скоростях потока течение является ламинарным т. поток газа движется отдельными слоями которые не смешиваются между собой. Для идеального газа  υТ  2.