Monimutkainen muodostumisreaktio

Kompleksin muodostava reaktio on kemiallinen reaktio (transformaatio ja osa monimutkaista reaktiot ) alalta monimutkainen kemia , jossa metalli - kationi kanssa molekyylien tai ionien , reagoi kuten Lewis perustaa niiden vapaata paria elektronit muodostavat koordinoida sidoksen suodattimet käytettävissä olevan kationin kanssa. Molekyyliä tai ionia kutsutaan ligandiksi . Monimutkaisille muodostumisreaktioille on tyypillistä värimuutokset. Että empiirinen kaava ja reaktiokaaviossa , kompleksi on merkitty hakasuluissa. B. kupari kationi ja ligandit kierroksella sisempi suluissa (esimerkki: [Cu (NH ₃ ) ₄ ] ²⁺ ).

Esimerkkejä monimutkaisista muodostumisreaktioista

CuSO ₄ (vasen), todiste Cu (NH ₃ ) ₄ (syvän sininen) Cu ₂ [Fe (CN) ₆ ] (ruskea-punainen)

Heksaakva-kuparikompleksin muodostuminen

Vedetön, valkoinen kuparisulfaatti muuttuu vaaleansiniseksi, kun vettä lisätään - veden havaitsemisreaktio . Tuloksena on kuparin vesikompleksi, jossa kuusi vesimolekyyliä esiintyy keskusionin ligandeina , jolloin kaksi aksiaalisesti sijaitsevaa ligandia ovat merkittävästi kauempana keskusionista ( Jahn-Tellerin vaikutus ):

${\ displaystyle \ mathrm {CuSO_ {4} +6 \ H_ {2} O \ longrightarrow [Cu (H_ {2} O) _ {6}] ^ {2 +} + SO_ {4} ^ {2-}} }$

Tetraamiinikuparikompleksin muodostuminen

Kupari (II) suolat tuottavat myös syvän sinisiä kompleksisuolaliuoksia ammoniakkiliuoksella, jonka pH-arvo on yli 8 (kuparitetraamiinikompleksi [Cu (NH ₃ ) ₄ ] ²⁺ - kutsutaan myös tetraamiinikupariksi (II), ks. tämä havaintoreaktio ):

${\ displaystyle \ mathrm {Cu ^ {2 +} + 4 \ NH_ {3} \ longrightarrow [Cu (NH_ {3}) _ {4}] ^ {2+}}}$

Kupari tetra-kompleksi, kuten kupari hexaaqua monimutkainen, on kaksinkertaisesti positiivisesti varautunut, koska 4 neutraalien molekyylien sitoutuvat keskeinen atomin (tarkkaan ottaen 4 + 2-molekyyliä, nimittäin 4 NH ₃ ja 2 H ₂ O, Jahn-Teller vaikutus ). Kuitenkin, jos anionit, kuten. Jos kloridianionit sitoutuvat keskiatomiin, kompleksi voi myös olla negatiivisesti varattu (esim. Vihreä tetrakloorikupraatti II -kompleksi on kaksinkertaisesti negatiivisesti varattu):

${\ displaystyle \ mathrm {Cu ^ {2 +} + 4 \ Cl ^ {-} \ longrightarrow [Cu (Cl) _ {4}] ^ {2-}}}$

Anioniset kompleksit nimetään eri tavalla (metallinimi, jonka loppu on nimen lopussa), ja niillä on myös suuri merkitys biokemiassa .

Nikkelidimetyyliglyoksiimikompleksin muodostuminen

Nikkelisuolaliuos muodostaa komplekseja alkoholipitoisen dimetyyliglyoksiimiliuoksen (DMG) kanssa. Ammoniakkiliuoksessa vadelma-punainen nikkelidimetyyliglyoksiimi saostuu kompleksina :

${\ displaystyle \ mathrm {Ni ^ {2 +} + 2 \ C_ {4} H_ {8} N_ {2} O_ {2} \ longrightarrow}}$ ${\ displaystyle \ mathrm {[Ni (C_ {4} H_ {7} N_ {2} O_ {2}) _ {2}] + 2 \ H ^ {+}}}$

Toisin kuin kuparitetraamiini- tai kuparitetraquo-kompleksi, tämä kompleksi on neutraali ja veteen liukenematon.

Monimutkainen muodostuminen tasapainona

Tällaiset Lewisin happo-emäksiset reaktiot kompleksin muodostamiseksi ovat tasapainoreaktioita, joille voidaan vahvistaa massatoiminnan laki . Tuloksena olevaa tasapainovakiota kutsutaan kompleksinmuodostusvakiona. Se osoittaa myös kuinka vakaa kompleksi on ja onko se hajonnut. Sen vastavuoroinen kutsutaan Komplexdissoziationskonstante K _D on nimetty niin K ^-1 = K _D .

Kompleksisten muodostumisreaktioiden luokittelu ja merkitys

Veripigmentti hemoglobiini - veressä oleva rautakompleksi, jonka rakenne muuttuu hapen ottamisen (hapettumisen) tai hapen vapautumisen (hapettumisen) myötä. (Monimutkainen muodostumisreaktio)

Kompleksin muodostumisreaktion lisäksi kompleksikemiassa on myös ligandinvaihto- ja dissosiaatioreaktioita, joissa komplekseja luodaan tai hajotetaan uudelleen. Monilla monimutkaisilla muodostumisreaktioilla on suuri merkitys sellaisilla aloilla kuin katalyysi, biokemia, värikemia, analyyttinen kemia niiden havaitsemisreaktioilla , erityisesti kationien erotusprosessin kationeissa ja kemiallisessa tekniikassa.

Monia värikomplekseja käytetään myös atomi- ja molekyylirakenteiden (esim. Kromi-heksamiinikompleksi, kuvio tai uudet voileipäkompleksit), metabolisten prosessien ( hengitys hemoglobiini , klorofylli fotosynteesissä, kompleksit rautasulfidimineraalien kanssa kemiallisessa evoluutiossa ja elämän luominen ("rauta-rikkimaailma", ks. kemiallinen evoluutio ), monet entsyymit, jotkut vitamiinit), valo-aineen vuorovaikutukset (pigmentit ja värit) ja katalyyttiset prosessit.