Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Úvod do názvosloví koordinačních sloučenin (komplexů ) Karel Handlíř Katedra obecné a anorganické chemie FCHT - UPa.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Úvod do názvosloví koordinačních sloučenin (komplexů ) Karel Handlíř Katedra obecné a anorganické chemie FCHT - UPa."— Transkript prezentace:

1 Úvod do názvosloví koordinačních sloučenin (komplexů ) Karel Handlíř Katedra obecné a anorganické chemie FCHT - UPa

2 2 1. Úvod Chemické názvosloví – specifický metajazyk, sloužící především ke komunikaci mezi chemiky; Ideální chemické názvosloví: - název sloučeniny by měl co nejlépe odrážet strukturu sloučeniny; - název by měl být konstruován na základě jediného názvoslovného systému, použitelného pro všechny třídy sloučenin; - názvosloví by mělo být schopno se vyvíjet současně s rozvojem oboru; - názvosloví by mělo poskytovat názvy s různým obsahem informace; - národní názvosloví by mělo vycházet z obecných pravidel daných mezinárodním názvoslovím IUPAC Reálné chemické názvosloví je kompromisem, které se definovanému ideálu v různých ohledech více či méně blíží.

3 3 2. Názvosloví anorganické chemie České názvosloví anorganické chemie se řídí pravidly, která stanovila česká komise pro názvosloví anorganické chemie a které byly shrnuty v publikaci: „Názvosloví anorganické chemie“ pod redakcí prof. J. Klikorky a doc. J. Hanzlíka (Academia Praha 1980), a která je obecně považována za normu. V uvedené publikaci jsou shrnuta a do českého prostředí aplikována doporučení názvoslovné komise IUPAC, vydaná v jazyku francouzském a anglickém – tzv. mezinárodní názvosloví. Jedna z kapitol knihy se zabývá názvoslovím koordinačních sloučenin ________________ (názvoslovná komise IUPAC vydala doplňky k anorganickému názvosloví z r. 1993, ty však do české verze nebyly dosud zopracovány)

4 4 3. Pojem koordinační sloučenina Názvem koordinační sloučenina (komplex) je označována entita (kation, anion, nenabitý útvar), sestávající z jednoho nebo více centrálních atomů (obvykle atomů kovových), k nimž je koordinační vazbou poután určitý počet ligandů (atomů, atomových skupin, molekul, nabitých či nenabitých). Počet koordinačních vazeb je v komplexu vyšší než je oxidační číslo centrálního atomu (atomů). Podle této definice není komplexem např. SiF 4, ale je jím BF 4 ˉ, komplexem není ICl 3, je jím ale dimer I 2 Cl 6, komplexem není ICl 3, je jím ale dimer I 2 Cl 6, komplexem není AgCN, je jím [Ag(CN) 2 ]ˉ atd. komplexem není AgCN, je jím [Ag(CN) 2 ]ˉ atd.

5 5 4. Koordinační číslo Počet koordinačních vazeb kolem centrálního atomu se označuje jako koordinační číslo n a je pro centrální atom významnou veličinou. Obvyklá hodnota činí čtyři a šest, vyskytují se však koordinační čísla dvě až devět, vyjímečně i vyšší. Ligand může mít jediný donorový atom, např. F ˉ, NH 3, voda, aceton… (v tomto případě je koordinační číslo rovno počtu jednodonorových ligandů), (v tomto případě je koordinační číslo rovno počtu jednodonorových ligandů), - nebo může mít více donorových atomů, dva, tři, bĕžnĕ až šest, např. ethylendiamin(2), kys. iminodioctová(3), kys. ethylendiamintetraoctová(6), crown-étery(4-7) atd. - nebo může mít více donorových atomů, dva, tři, bĕžnĕ až šest, např. ethylendiamin(2), kys. iminodioctová(3), kys. ethylendiamintetraoctová(6), crown-étery(4-7) atd. Každé koordinační číslo je spojeno s určitým koordinačním polyedrem, tj. idealizovaným geometrickým útvarem tvořeným daným počtem jednodonorových ligandů v koordinační sféře centrálního atomu, např. 4 – tetraedr, čtverec, 6 – oktaedr, 5 – trigon. bipyramida, 8 – tetragonální antiprisma, dodekaedr, atd. 4 – tetraedr, čtverec, 6 – oktaedr, 5 – trigon. bipyramida, 8 – tetragonální antiprisma, dodekaedr, atd.

6 6 5. Obecná pravidla pro tvorbu vzorců a názvů - vzorec komplexu se umísťuje do hranatých závorek - ve vzorci se na prvém místě uvádí symbol centrálního atomu (nemusí platit pro vícejaderné komplexy); za ním následují vzorce ligandů podle počátečního písmene názvu ligandu (víceprvkové ligandy se uzavírají do kulatých závorek), jejich počet se vyjádří číselným indexem; za ním následují vzorce ligandů podle počátečního písmene názvu ligandu (víceprvkové ligandy se uzavírají do kulatých závorek), jejich počet se vyjádří číselným indexem; - v názvu jsou uváděny nejprve počty a názvy ligandů ve výše uvedeném pořadí, nakonec se uvede název centrálního atomu s koncovkou určující jeho oxidační číslo (valenční přípona) a náboj částice, tj. jde-li o kation, nenabitý komplex, nebo anion. Psaná forma názvu nejlépe vyplyne z dále uvedených příkladů (tvorba názvů ligandů bude probrána dále).

7 7 Příklady: [Co(NH 3 ) 3 (H 2 O)CO 3 ]Cl chlorid triammin-aqua-karbonatokobaltitý [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ] diammin-dichloroplatnatý komplex NH 4 [Cr(NH 3 ) 2 (SCN) 4 ] diammin-tetrathiokyanatochromitan amonný [Co(NH 3 ) 6 ][Cr(C 2 O 4 ) 3 ] tris(oxalato)chromitan hexaamminkobaltitý Nulový oxidační stupeň centrálního atomu nemá žádnou příponu: [Co 2 (CO) 8 ] oktakarbonyldikobalt (resp. dikobaltu) [Ni(CN) 4 ] 4- anion tetrakyanoniklu(4-) - je vhodné název doplnit nábojem částice, tzv. číslem Ewensovým-Basettovým Záporný oxidační stupeň má bez ohledu na velikost zakončení -id Na[Co(CO) 4 ] tetrakarbonylkobaltid(1-) sodný Na 2 [Fe(CO) 4 ] tetrakarbonylferrid(2-) disodný (resp. sodný)

8 8 6. Názvy ligandů A. Aniontové ligandy – odvozené od kyslíkatých kyselin (anorganických i organických) - název se tvoří příponou –o k mezinárodnímu názvu ligandu. příklady: vzorecnázev aniontunázev ligandu vzorecnázev aniontunázev ligandu SO 4 2- síransulfato SO 4 2- síransulfato SO 3 2- siřičitansulfito SO 3 2- siřičitansulfito IO 4 ־ jodistanperjodato IO 4 ־ jodistanperjodato NO 3 ־ dusičnan nitrato NO 3 ־ dusičnan nitrato HCOO ־ mravenčanformiato HCOO ־ mravenčanformiato CH 3 COO ־ octanacetato CH 3 COO ־ octanacetato C 2 O 4 2- šťavelan oxalato C 2 O 4 2- šťavelan oxalato

9 9 A. Aniontové ligandy – výjimky poněkud odlišně (krácením) se tvoří názvy těchto ligandů: Fˉ - fluoro, Clˉ - chloro, Brˉ - bromo, Iˉ - jodo, O 2 ־ – oxo, OHˉ - hydroxo, O 2 2 ־ – peroxo, nezkrácené tvary mají: Hˉ - hydrido, S 2 2 ־ – disulfido, ale S 2 ־ – thio ! ale S 2 ־ – thio ! CNˉ - kyano, SCN ˉ - thiokyanato, NCSˉ - isothiokyanato

10 10 A. Aniontové ligandy - odvozené formálně od uhlovodíků odejmutím protonu - používají se názvy shodné s názvy organických radikálů: CH 3 – methyl, C 6 H 5 – fenyl, C 5 H 5 – cyklopentadienyl, atd. CH 3 – methyl, C 6 H 5 – fenyl, C 5 H 5 – cyklopentadienyl, atd. příklad: K[B(C 6 H 5 ) 4 ] – tetrafenylboritan draselný, [Ni(C 5 H 5 ) 2 ] - bis(cyklopentadienyl)nikelnatý komplex - odvozené od jiných sloučenin odejmutím protonu – používají příponu –ato C 5 H 8 O 2 –pentan-2,4-dion → C 5 H 7 O 2 ˉ - pentan-2,4-dionato 8-hydroxychinolin (C 9 H 7 NOH) → (C 9 H 7 NO) ˉ - 8-hydroxychinolinato příklad: [Cr(C 5 H 7 O 2 ) 3 ] – tris(pentan-2,4-dionato)chromitý komplex v případě složitějších ligandů se s výhodou používají zkratky – viz později

11 11 B. Neutrální a kationtové ligandy název neutrálního nebo kationtového ligandu se používá beze změny; uvedené ligandy ligandy mají specifické názvy: H 2 O vodajako ligand: aqua NH 3 amoniakjako ligand: ammin NH 3 amoniakjako ligand: ammin ligandy CO – karbonyl a NO – nitrosyl jsou považovány za nenabité ligandy CO – karbonyl a NO – nitrosyl jsou považovány za nenabitépříklady: [Cr(C 6 H 6 ) 2 ] bis(benzen)chrom [Cr(C 6 H 6 ) 2 ] bis(benzen)chrom K[PtCl 3 (C 2 H 4 )] trichloro-(ethylen)platnatan draselný K[PtCl 3 (C 2 H 4 )] trichloro-(ethylen)platnatan draselný Na 2 [Fe(CN) 5 NO].2H 2 O dihydrát pentakyano-nitrosylželezitanu Na 2 [Fe(CN) 5 NO].2H 2 O dihydrát pentakyano-nitrosylželezitanu disodného disodného [Ru(NH 3 ) 5 (N 2 )] 2+ kation pentaammin-(dinitrogen)ruthenatý(2+) [Ru(NH 3 ) 5 (N 2 )] 2+ kation pentaammin-(dinitrogen)ruthenatý(2+)

12 12 7. Názvoslovné zkratky pro ligandy Pro některé, zvláště složitější ligandy, se používají ve vzorcích tzv. názvoslovné zkratky. Pro tvorbu těchto zkratek platí zásady: -názvoslovné zkratky sestávají maximálně ze čtyř písmen; -píší se malými písmeny, bez pomlček a čísel; výjimkou je M pro obecný centrální atom a L pro obecný ligand; -zkratka nesmí již v sobě zahrnovat jinou zkratku; -je třeba rozlišovat neutrální sloučeninu a ion či ionty od ní odvozené; -zkratky se ve vzorci oddělují mezerou, nebo dávají do kulatých závorek; -v každé publikaci je nutno použité zkratky vysvětlit. Některé běžně používané zkratky: Hacacpentan-2,4-dion (acetylaceton), ale acac – acetylacetonato H 2 oxkyselina šťavelová ox - oxalato en1,2-diaminoethan (ethylendiamin) pypyridin (C 5 H 5 N)bpy2,2'-bipyridin urmočovina phen1,10-fenantrolin cpcyklopentadienylcodcyklookta-1,4-dien

13 13 8. Vyznačování geometrické izomerie komplexu nejčastěji se vyznačování geometrické izomerie ligandů používá u čtvercových a oktaedrických komplexů a to použitím příslušných strukturních předpon (psaných kurzívou a oddělených pomlčkou). cistrans cis trans cistrans cis trans fac mer fac mer příklad: cis- a trans-[Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ], cis- a trans-[CoCl 2 en 2 ] +, fac- a mer-[RuBr 3 py 3 ]

14 14 9. Vyznačení vazebné izomerie ligandu Pokud se ligand váže k centrálnímu atomu různými atomy, je to nutno v názvu vyznačit - uvedením donorových atomů za názvem ligandu (kurzívou): [Ni(C 2 O 2 S 2 ) 2 ] 2- bis(dithiooxalato-S,S´)nikelnatan(2-) [Al(C 2 O 2 S 2 ) 2 ] - [Al(C 2 O 2 S 2 ) 2 ] - bis(dithiooxalato-O,O´)hlinitan(1-) - různá koordinace projeví jiným názvem ligandu: -NO 2 nitro x -ONO nitrito -SCN thiokyanato x -NCS isothiokyanato -SCN thiokyanato x -NCS isothiokyanato

15 Komplexy s nenasycenými ligandy Rozvoj koordinační chemie v posledních padesáti letech je spojen především s rozvojem chemie komplexů obsahujících ligandy s π– elektronovými systémy. Ve většině případů se na koordinační vazbě s centrálním atomem podílí celý π– systém, nikoliv jednotlivý donorový atom. Tyto tzv. π–komplexy nemají specifikované donorové atomy (to někdy způsobuje problémy s určením koordinačního čísla). Ligand vázaný π–vazbou se vyznačí tak, že před název (i vzorec) ligandu se umístí strukturní předpona η (hapto). Tyto tzv. π–komplexy nemají specifikované donorové atomy (to někdy způsobuje problémy s určením koordinačního čísla). Ligand vázaný π–vazbou se vyznačí tak, že před název (i vzorec) ligandu se umístí strukturní předpona η (hapto).Příklad: [Mn(η-cp)(CO) 3 ] (η-cyklopentadienyl)-trikarbonylmanganný komplex Pokud se π–vazbou váže k centrálnímu atomu pouze část π–systému, použije se strukturní předpona ve tvaru η n, kde n značí počet atomů, jejichž π–elektrony jsou použity k vazbě: π–elektrony jsou použity k vazbě: ( η 4 -cyklooktatetraen)-trikarbonylželezo

16 Metalloceny Metalloceny jsou η-cyklopentadienylové komplexy přechodných kovů. Prvý bylpřipraven (1951) [Fe (C 5 H 5 ) 2 ]  [Fe cp 2 ], bis(η-cyklopentadienyl)železnatý komplex, bis(η-cyklopentadienyl)železnatý komplex, který byl nazván s ohledem na svůj aromatický charakter ferrocen. který byl nazván s ohledem na svůj aromatický charakter ferrocen. Velmi brzy poté byly připraveny další sloučeniny s cetrálními atomy Ru (ruthenocen), Mn, Co, Ni, Os a další. Některé metalloceny mohou obsahovat další ligandy, např.[TiCl 2 cp 2 ] titanocendichlorid. mohou obsahovat další ligandy, např.[TiCl 2 cp 2 ] titanocendichlorid. Od řady metallocenů, především ferrocenu, jsou známy stovky substitučních derivátů, např. kys. ferrocenkarboxylová diferrocenylmethan kys. ferrocenkarboxylová diferrocenylmethan

17 Komplexy s můstkovými ligandy Tyto komplexy obsahují vždy aspoň dva centrální atomy (stejné nebo různé), k nimž je vázán ligand, tvořící mezi nimi můstek. Můstkový ligand se označí strukturní předponou μ před názvem ligandu. Váže-li se ligand k více než dvěma centrálním atomům, vyznačí se to v názvu číselným indexem: μ 3, μ 4, atd. Název se tvoří podle toho, je-li komplex symetrický vůči můstku či nikoliv. symetrické komplexy: [(NH 3 ) 5 Cr-OH-Cr(NH 3 ) 5 ]Cl 5 chlorid μ-hydroxo-bis(pentaamminchromitý)(5+) [(CO) 3 Fe(CO) 3 Fe(CO) 3 ] tri-μ-karbonyl-bis(trikarbonylželezo) ~ nonakarbonyltriželezo (nižší obsah strukt. informace) ~ nonakarbonyltriželezo (nižší obsah strukt. informace) [(H 2 O)Cu(CH 3 COO) 4 Cu(H 2 O] tetra-μ-acetato-bis(aquaměďnatý) komplex ~ monohydrát octanu měďnatého ~ monohydrát octanu měďnatého (nižší obsah strukt. informace) [{PtI(CH 3 ) 3 } 4 ] [{PtI(CH 3 ) 3 } 4 ] tetra-μ 3 -jodo-tetrakis(trimethylplatičitý)komplex tetra-μ 3 -jodo-tetrakis(trimethylplatičitý)komplex ~[PtI(CH 3 ) 3 ] jodo-trimethylplatičitý komplex ~[PtI(CH 3 ) 3 ] jodo-trimethylplatičitý komplex (nižší obsah strukt. informace)

18 18 Složitější struktury Názvy složitějších struktur se tvoří pomocí polohových indexů (lokantů). příklad: od komplexu [Pt 2 Cl 4 (AsMe 3 ) 2 ], který je můstkový, existují tři polohové izoméry, které je možno rozlišit polohovými indexy di-μ-chloro-ae-dichloro-bis(trimethylarsan)diplatnatý komplex di-μ-chloro-ae-dichloro-bis(trimethylarsan)diplatnatý komplex di-μ-chloro-af-dichloro-bis(trimethylarsan)diplatnatý komplex di-μ-chloro-af-dichloro-bis(trimethylarsan)diplatnatý komplex di-μ-chloro-ab-dichloro-bis(trimethylarsan)diplatnatý komplex di-μ-chloro-ab-dichloro-bis(trimethylarsan)diplatnatý komplex

19 Komplexy s vazbou kov-kov - symetrické vůči vazbě kov-kov: [Br 4 Re-ReBr 4 ] 2- bis(tetrabromorhenitan)(2-) [(CO) 5 Mn-Mn(CO) 5 ] bis(pentakarbonylmangan) - nesymetrické vůči vazbě kov-kov: jedna část se považuje za ligand druhého centrálního atomu [(CO) 4 Co-Re(CO) 5 ]pentakarbonyl-(tetrakarbonylkobaltio)rhenium [(Ph 3 As)Au-Mn(CO) 5 ] pentakarbonyl-[(trifenylarsan)aurio]mangan - obsahující kromě můstkových ligandů i vazbu kov-kov: vazba kov-kov se vyznačí kurzívou za názvem [(CO) 3 Co(CO) 2 Co(CO) 3 ] di-μ-karbonyl-bis(trikarbonylkobalt)(Co-Co) [{Os(CO) 4 } 3 ]cyklo-tris(tetrakarbonylosmium)(3Os-Os) ~ dodekakarbonyltriosmium (nižší obsah strukt. informace)

20 Polymerní struktury Způsobuje-li tvorba můstků mezi centrálními atomy vznik polymeru, pak je výhodné pojmenovat sloučeninu podle opakující se jednotky a použít strukturní předponu katena příklad: CsCuCl 3 je polymer s chloridovými můstky: katena-μ-chloro-dichloroměďnatan cesný ~ trichloroměďnatan cesný ~ trichloroměďnatan cesný (nízký obsah strukt. informace) (nízký obsah strukt. informace) katena-di- μ-chloropalladnatý komplex ~ chlorid palladnatý (nízký obsah strukt. informace) ~ chlorid palladnatý (nízký obsah strukt. informace)

21 Homoatomové struktury - klastry Existují koordinační částice, v nichž se nachází skupina kovových centrálních atomů navzájem propojených vazbami kov-kov do celku – klastru (angl. cluster). Klastr má obvykle určitý tvar, který vystihuje strukturní předpona, např. triangulo, tetraedro, oktaedro atp. dodekachloro-triangulo- tetrachloro- tetraedro- -trirhenitan(3-) -tetraborný komplex Známé jsou komplexy obsahující klastr [M 6 L 8 ] n+ (M = Mo, Nb, W, L = halogen) [Mo 6 Cl 8 ]Cl 4 chlorid okta-μ 3 -chloro- oktaedro- [Mo 6 Cl 8 ]Cl 4 chlorid okta-μ 3 -chloro- oktaedro- -hexamolybdenatý (~chlorid molybdenatý) -hexamolybdenatý (~chlorid molybdenatý) [Nb 6 I 8 ] 3+ ion okta-μ 3 -jodo-oktaedro-hexaniobu(3+) [Nb 6 I 8 ] 3+ ion okta-μ 3 -jodo-oktaedro-hexaniobu(3+)

22 22 Fullereny jako ligandy Fullereny jsou nové allotropy uhlíku. Nejznámější je kulovitý C 60. Fullereny mohou vystupovat - jako nenasycené  2 -ligandy (vyjímečně i  5 a  6 ). Příklad: [Pt(  2 -C 60 )(P Ph 3 ) 2 ]  2 -fulleren(60)-bis(trifenylfosfan)platina  2 -fulleren(60)-bis(trifenylfosfan)platina - jako součást tzv. endo-komplexů ve vyšších fullerenech mohou být umístěny i malé molekuly, např. Sc 3 82 ve vyšších fullerenech mohou být umístěny i malé molekuly, např. Sc 3 82

23 23 Doporučení názvoslovné komise Podle názvoslovných pravidel pro koordinační sloučeniny je možno pojmenovat v principu každou sloučeninu vzniklou adicí jednoho nebo více iontů či molekul k jinému iontu (iontům), tedy i mnohé známé jednoduché anorganické sloučeniny. Tím se zamezí nepřesnostem v názvech a různým názvoslovným sporům. Komise používání těchto pravidel v odůvodněných případech doporučuje. Nebylo by však účelné aplikovat je na jednoduché sloučeniny, kdy jednoznačně postačí jednodušší názvy racionální. příklady: (PCl 4 ) + - kation tetrachlorofosforečný, (BrF 2 ) + kation – difluorobromitý KH 2 PO 2 fosfornan draselný X K[PH 2 O 2 ] dihydrido-dioxofosforečnan draselný (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 - tetrakosaoxoheptamolybdenan amonný (NH 4 ) 3 [P(Mo 3 O 10 ) 4 ] - tetrakis(dekaoxotrimolybdato)fosforečnan triamonný (NH 4 ) 3 [P(Mo 3 O 10 ) 4 ] - tetrakis(dekaoxotrimolybdato)fosforečnan triamonný nevhodné: SO 4 2- tetraoxosíran(2-), NO 2 - dioxodusitan(1-) apod.

24 24 Problémy českého názvosloví komplexů Problémy s tvorbou názvu jsou zřetelné hlavně v těchto případech: - nejisté oxidační číslo centrálního atomu (non-innocent compounds); [Re(S 2 C 2 Ph 2 ) 3 ] -komplex obsahuje tři dithiolenové ligandy, které mohou být koordinovány - jako dithiodiketon R-C(S)-C(S)-R, nebo - jako substituovaný ethylendithiolát R-C(S - )=C(S - )-R - jako substituovaný ethylendithiolát R-C(S - )=C(S - )-R podle toho je oxidační číslo Re buď 0, II, IV, VI. - necelistvé oxidační číslo centrálního atomu; [Nb 6 Cl 12 ]Cl 2 - klastr, v němž oxidační číslo niobu činí (II+1/3) - nadměrná velikost a složitost struktur komplexů, nejisté oxidační číslo; např. „molybdenová modř“, cyklická struktura se sedmičetnou symetrií vzorce např. „molybdenová modř“, cyklická struktura se sedmičetnou symetrií vzorce (NH 4 ) 28 [Mo 154 (NO) 14 O 448 H 14 (H 2 O) 70 ].nH 2 O společný jmenovatel: velmi úzká vazba znalosti oxidačního čísla a tvorby korektního názvu

25 25 Příklady složitých struktur, kde zvlášť vynikne obtížnost konstrukce úplného a korektního názvu komplexu: Autoři u struktur tohoto typu obvykle netvoří úplné názvy komlexů, uvedou obvykle typ komplexu a používají opisných formulací, např.: - komplex vzorce [……] - komplex typu...., kde byla provedena substituce ligandem sloučenina /číslo/ (/číslo/ = I, II, III,…a pod.)

26 26 příklad publikací z J. Organomet. Chem (2005)

27 27 děkuji za pozornost a přeji hodně úspěchů při zvládání nomenklatury komplexů


Stáhnout ppt "Úvod do názvosloví koordinačních sloučenin (komplexů ) Karel Handlíř Katedra obecné a anorganické chemie FCHT - UPa."

Podobné prezentace


Reklamy Google