IV.3.2. Legătura coordinativă și formarea combinațiilor complexe
IV.3.2.1. Legătura coordinativă
Legătura covalentă coordinativă se realizează prin punerea în comun de electroni de către un singur atom, numit donator de electroni, iar atomul care nu participă cu electroni la formarea legăturii este acceptor de electroni.
Numărul liganzilor legați coordinativ de ionul metalic se numește număr de coordinație.
Când liganzii sunt:
a) molecule ce au atomi cu electroni neparticipanți (H2O, NH3, CO, NO, molecule organice etc.), sarcina electrică a ionului complex este dată de sarcina pozitivă a ionului metalic, de exemplu [Cu(NH3)4]+2;
b) ioni negativi (F-, Cl-, Br-, I-, HO-, SO4-2, CO3-2, PO4-3, CN-, CNS- etc.), sarcina electrică a ionului complex este dată de suma algebrică a sarcinii pozitive a ionului metalic și a produsului dintre numărul de liganzi și sarcinii negative a ligandului.
De exemplu,
La [FeCl2]+ deoarece +3 + [ 2 ∙ (-1)] = +3 -2 = +1.
La [FeCl4]- deoarece +3 + [4 ∙ (-1)] = +3 -4 = -1.
🔦 Observație importantă:
Pentru ca ionul metalic tranzițional să formeze complecși chimici, el trebuie să aibă volumul mic și orbitali liberi în care să accepte electronii neparticipanți ai ligandului.
Denumirea combinațiilor complexe se realizează în mod diferit în funcție de:
- clasa de compuși din care face parte combinația complexă (acid, bază sau sare);
- numărul de coordinare (de liganzi);
- numele ligandului;
- numele ionului central;
- numele ionului metalic central;
- numele ionului care neutralizează sarcina pozitivă a ionului metalic și numărul acestor ioni.
Întotdeauna se denumește mai întâi ionul negativ și apoi cel pozitiv, legați de prepoziția „de”.
Exemple:
IV.3.2.2. Obținerea combinațiilor complexe: Hidroxidul de tetraaminodiacvacupruII (Reactiv Schweizer)*
*) Extindere pentru 3 ore pe săptămână
👀 Experiment: Complexul chimic hidroxid de tetraaminodiacvacupru(II) - Reactiv Schweizer
🔥 Atenție! Experiment demonstrativ efectuat numai de către profesor!
🔥 Atenție! Bazele alcaline și acidul sulfuric sunt caustice. Mânuiți-le cu grijă.
🔥 Atenție! Soluțiile concentrate de amoniac sunt toxice și produc iritații puternice ale mucoaselor dacă sunt inhalați vaporii.
🔥 Atenție! Sulfatul de cupru este toxic pentru mediul acvatic și poate produce iritații.
Materiale necesare:
2 pahare Berzelius, 1 pahar Erlenmeyer, spatulă, sulfat de cupru, hidroxid de sodiu, apă distilată (deionizată), amoniac, pâlnie, hârtie de filtru.
Descrierea experimentului:
- Cântărește 1-2 g CuSO4*5H2O(piatră vânătă) și pune-l într-un pahar Berzelius și adaugă 20 mL apă.
- Adaugă la acestă soluție 10 mL soluție NaOH.
- Ce observi ?
S-a format un precipitat gelatinos de culoare albastru deschis – Cu(OH)2.
- Filtrează precipitatul și pune-l într-un alt pahar și adaugă o soluție concentrată de amoniac NH3 25% până la dizolvarea completă a precipitatului.
Ecuația reacției chimice:
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4
Cu(OH)2(s) + 4 NH3 = [Cu(NH3)4(H2O)2]*(OH)2
Concluzia experimentului:
Complexul de culoare albastru intens: hidroxidul de tetraaminodiacvacupru(II) [Cu(NH3)4(H2O)2]*(OH)2 este cunoscut și sub numele de Reactiv Schweizer.
Reactivul Schweizer este cunoscut pentru capacitatea sa de a dizolva celuloza. O asemenea soluție, conținând celuloză dizolvată, injectată într-o baie acid sulfuric 10% formează o fibră sintetică numită celofibră (sau viscoză) importantă din punct de vedere istoric deoarece a fost prima fibră artificială, produsă de către American Viscose Company, în 1910, în SUA.
Țesăturile din viscoză sunt foarte elastice și rezistente, își păstrează forma și culoarea, nu se deformează, nu se șifonează ușor, se calcă la temperatură mică, sunt fine și moi, absorb multă umiditate, sunt moi și vaporoase, permit trecerea aerului prin țesătură, nu se scămoșează, nu se decolorează și nu intră la apă.