Комплексті қосылыстардың медициналы- биологиялық маңызы

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Жоспары:
1. Комплексті қосылыстар олардың биологиялық маңызы.
2. Координациялық теорияның маңызы.
3. Комплексті қосылыстардағы химиялық байланыстардың табиғаты.
4. Комплексті қосылыстардың жіктелуі, изомериясы және номенклатурасы.
5. Комплексті қосылыстардың ерітінділердегі тепе-теңдігі.
6. Комплексті қосылыстардың медициналы- биологиялық маңызы.
7. Лигандалар түрлері.
8. Комплекстердің түрлері.
9. Ішкі сфералы комплекстер.
10. Көп ядорлы комплекстер.
Кешенді қосылыстар
Кешенді қосылыстар координациялық қосылыстар - жай химиялық қосылыстардың әрекеттесуі нәтижесінде түзілетін құрамы күрделі химиялық қосылыстар. Кешенді қосылыстарға кристаллогидраттар CuSO45H2O, аммиакаттар CaSO44NH3, ашудас KAl(SO4)212H2O, т.б. күрделі қосылыстар жатады. Кешенді қосылыстар теориясын алғаш (1893) Швейцария химигі А.Вернер ұсынды және оны координациялық теория деп атады. Бұл теорияға сәйкес Кешенді қосылыстарда ортасында орын алып тұрған ион немесе атом кешен түзуші деп, ал оның айналасына жиналған, яғни координацияланған иондарды немесе молекулаларды лигандалар деп атайды. Кешен түзушінің айналасына координациаланған лигандалардың жалпы саны оның координациялық саны деп аталады. Кешенді ионның заряды сыртқы иондар зарядының қосындысына тең, бірақ мәні кері болады. Кешен түзушінің зарядын табу үшін Кешенді қосылыстардың құрамына кіретін басқа иондардың барлығының зарядының алгебралық қосындысын шығарып, оған теріс мән қояды. Негізгі кешен түзушілерге химиялық элементтердің периодтық жүйесінің қосымша топшаларында орналасқан d-элементтері жатады. Маңызды лигандтарға жататын полюсті молекулалар: H2O, NH3, CO, NO, NH2OH, т.б., аниондар: F, Cl-, Br-, Қ-, O2-, OH-, CN-, т.б. Полюсті молекулалар Кешенді қосылыстардың сыртқы сферасында аниондар немесе катиондар болуы кешен ионының зарядына байланысты. Егер қосылыстағы кешен ионының заряды оң болса, сыртқы сферада аниондар орналасады, ал кешен ионының заряды теріс болса, сыртқы сферада катиондар орналасады. Кешенді қосылыстардың атауы кейбір электрбейтарап молекулалардың - лигандалардың қалыптасқан аты бойынша аталады, мысалы: H2O - аква, NH3 - амин, NO - нитрозил т.б. Егер лигандалардың саны бірнешеу болса, олардың санын грекше көрсетеді: 2 - ди, 3 - три, т.б. Кешенді қосылыстар су ерітіндісінде диссоциацияланады. Кешенді қосылыстар хим. талдауда, сирек кездесетін маңызды металдарды бөліп алуда, тазартуда т.б. қолданылады. Кешенді қосылыстардың өсімдіктер мен жануарлар организміндегі биол. зат алмасу процестеріндегі маңызы зор.
КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАР.КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАР, ОЛАРДЫҢ БИОЛОГИЯЛЫҚ МАҢЫЗЫ.
Комплексті қосылыстар дегеніміз құрамында комплексті иондары бар, тотығу дәрежесі белгілі орталық атомы иондармен немесе молекулалармен байланысқан күрделі химиялық заттар. Мысалы: K3 [Fe(CN)6], [Zn(NH3)4]Cl2, [Pt(NH3)2Cl2]. Олардың судағы ерітінділері иондарға диссоциацияланады, мысалы:
K3 [Fe(CN)6] 3K + [Fe(CN)6]3-
[Fe(CN)6]3- Fe3+ + 6CN-
[Zn(NH3)4]Cl2 [Zn(NH3)4]2+ + 2Cl-
[Zn(NH3)4]2+ Zn2+ + 4NH3
Тіршілік үшін қажетті көптеген элементтер (Fe, Co, Mn, Cu, Mo, Zn) организмде биокомплекстер түрінде кездеседі. Көптеген биокомплекстер, мысалы, витамин В12, гемоглобин, хлорофилл, тағы басқалары физиологиялық және биохимиялық процестерде маңызды роль атқарады.
Координациялық теорияның маңызы.
Швейцария ғалымы А.Вернер комплексті қосылыстардың құрылысы мен қасиеттерін түсіндіретін координациялық, яғни металл иондарын қоршаған атомдар мен молекулалардың кеңістікте орналасуын сипаттайтын теорияны ұсынды. Координациялық теорияның негізгі қағидалары мынадай:
1. комплексті қосылыстардың орталық ионы - комплекс түзуші ион оң зарядталған ион болып келеді, көбіне олардың ролін металл иондары атқарады.
2. комплекс түзуші ионның айналасында лигандлар орналасады, олардың ролін теріс зарядталған аниондар немесе электрбейтарап молекулалар атқарады.
3. лигандалардың жалпы саны бойынша комплекс түзушінің координациялық саны анықталады.
4. комплекс түзуші ион мен лигандалар комплексті қосылыстың ішкі сферасын құрайды.
5. ішкі сфераның сыртында орналасқан иондар сыртқы сфераны түзеді, мысалы:
K3 [Fe(CN)6] [Zn(NH3)4]Cl2
сыртқы ішкі сфера ішкі сфера сыртқы
Комплексті қосылыстың формуласын құру үшін комплекс түзушінің дәрежесін, лиганданың зарядын, координациялық санды және сыртқы сферадағыионның зарядын дұрыс анықтай біду керек. Негізгі комплекс түзуші иондарға Д.И.Менделеев кестесінің қосымша топшаларында орналасқан d-элементтердің иондары жатады. Мысалы: Ag-, Au, Cu-, Cu2-, Hg2+, Co2+, Co3-, Zn2-, Fe2-, Fe3+, Ni2-, Pt2-, Pt4-. Сол сияқты s- элементтердің ішінде сілтлік металдардан Li. Жер- сілтілік металдардан Be2- және p-элементтерден Al3- иондарын жатқызуға болады. Бейметалдарға, оның ішінде p-элементтерге жататын Si4- ионы да комплекс түзу қабылетін көрсетеді. Мысалы: [Li(H2O)3]ClO4, K2[BeF4], K3[AlF6], H2[SiF6].
Маңызды линагдларға бейтарап молекулалардың ішінде H2O, NH3, NО, СО, N2H4. Ал иондардың арасында CN-, NО2, Cl-, Br, OH-, S2O32-, CO32-, I, F жатады. Егер комплексті ионның заряды оң болса, сыртқы сферада аниондар, ал комплексті ионның заряды теріс болса, сыртқы сферада катиондар орналасады.
Мысалы:
K3 [Fe(CN)6] 3K + [Fe(CN)6]3-
Сыртқы сфера ішкі сфера
[Zn(NH3)4]Cl2 [Zn(NH3)4]2+ + 2Cl-
Ішкі сфера сыртқы сфера
Лигандлардың ішкі сфера бір немесе бірнеше орын алулары мүмкін, яғни орталық атоммен бір немесе бірнеше атом арқылы байланысады. Осыған байланысты олар моно-, ди- және полидентантты болып бөлінеді. Монодентантты лигандларға Cl-, F-, OH- иондары және H2O, NH3, СО молекулалары жатады.
Мысалы: 2+
[Cu(NH3)4]2+ H3N NH3

Cu

H3N NH3
Бидентантты лигандларға, мысалы, этилендиамин (қысқаша еn)
H2 N- CH-2-CH2-NH2 молекуласын, CO32- , SO42- - иондарын жатқызуға болады. Мысалы:
2+
[Cu(en)2]2+ H2 C-N N- CH2

Cu
H2 C-N N- CH2
Этилендиаммитөртсірке қышқылының қалдығы төтдентантты лиганд болып есептеледі.
Pb
OOCH2C CH2COOH
N-CH2- CH2-N
HOOCH2C CH2COO¯¯¯¯
Құрамында би немесе полидентантты линадлары бар комплекстер хелаттар деп аталады. Хелаттарда лигандлар комплекс түзуші ионды айнала қоршап, шаян тәріздес болып орналасады. Мысалы:
[Fe(C2O4)3]3- [Pt(En)3]4-
Хелаттар тобына орталық атомы циклдың құрамына лигандлармен әр-түрлі коваленттік байланыстар түзетін ішкікомплексті қосылыстар жатады. Мысалы:
H2C- H2N NH2 - CH2
Cu
O= C - O O - C = O
Кейбір комплекс түзуші иондардың координациялық сандары мынадай болып келеді:
Cu+, Ag+, Au+ - 2
Cu2+, Hg2+, Au3+, Co2+, Pb2+, Pt2+, Pd2+, Zn2+ - 4
Fe3+, Fe2+, Cr3+, Co3+, Ni2+, Al3+, Pt4+, Pd4+ - 6
Ca2+, Sr2+, Ba2+ - 8
КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАРДАҒЫ ХИМИЯЛЫҚ БАЙЛАНЫСТАРДЫҢ ТАБИҒАТЫ
Вернер теориясы координациялық байланыстың механизмін түсіндіре алмайды, сондықтан да қазіргі кезде комплексті қосылыстардағы байланыстарды түсіндіру үшін үш теория қолданылады:
1. кристалдық өріс теориясы
2. молекулалық орбитальдар теориясы
3. валенттілік байланыстар теориясы
4. Кристалдық өріс теориясы комплекс түзуші мен лигандлардың арасында электростатикалық әрекеттесу, яғни иондық байлныс болады деп жорамалдайды. Бұл теория бойынша лигандлар (теріс зарядталған иондар немесе дипольдық молекулалар) орталық ионның айналасында электр өрісін туғызады. Кристалдық өріс теориясының қарапайым иондық теориядан айырмашылығы ол комплекс түзушінің энергетикалық күйіне лигандлардың электростатикалық өрісі жасайтын әсерді есепке алады.
5. Молекулалық орбитальдар теориясы комплекс түзуші мен лигандлардың құрылымын біртұтас комплекстер түрінде қарастырады.
6. Валенттік байланыстар теориясы бойынша комплекс түзуші мен лигандлардың арасындағы донорлы-акцепторлық әрекеттесудің нәтижесінде түзіледі. Мысалы:
1. [Zn(NH3)4]2+-ионы былай пайда болады:
4s 4p
Zn -2e--Zn2+ ...3d104s2 -2e-- ... 3d104s0 ...
2+
Zn2+ + 4: NH3-- H3N NH3
акцептор донор
Zn
H3N NH3
2. [Fe(CN)6]4- Fe -2e-- Fe2+ ...3d64s2 -2e--...3d64s0
Fe2+: 4p
CN 4-
NC CN
Fe
NC CN
Fe2++ 6 C ≡ N: -- CN
Акцептор донор
КОМПЛЕКСТІ ҚОСЫЛЫСТАРДЫҢ ЖІКТЕЛУІ.
ИЗОМЕРИЯСЫ ЖӘНЕ НОМЕНКЛАТУРАСЫ.
Зарядтарына байланысты комплексті қосылыстар катиондық, аниондық және нейтралды болып бөлінеді. Катиондық комплекстерде комплексті ионның заряды оң болады. Мысалы:
[Al(OH2)6]Cl3 [Al(OH2)6]3+ + 3Cl-
[Zn(NH3)4]Cl2 [Zn(NH3)4]2+ + 2Cl-
Аниондық комплекстерде комплексті ионның заряды теріс болады. Мысалы:
K2[BeF4] 2K+ + [BeF4]2-
K[Al(OH)4] K+ +[Al(OH)4] -
Нейтралды комплекстердегі комплексті ионда зряд болмайды. Мысалы.
[Pt(NH3)3Cl]Cl т.б.
Комплексті қосылыстарда геометриялық, координациялық, ионизацияланған т.б. изомерия түрлері жиі кездеседі. Геометриялық (цис-транс) изомерия лигандлары әр текті болып келген комплекстерде орын алады. Мысалы: [Pt(NH3)2Cl4];
Cl
Cl NH3
Pt

Cl NH3
Cl
Цис

Сl
NH3 Cl
Pt

Cl NH3
Cl
Транс
Координациялық изомерияда екі түрлі лигандлар екі түрлі комплекс түзушілердің айналасында шоғырланған. Мысалы:
[Co(NH3)6]∙[Cr(CN)6]және [Cr(NH3)6]∙[Co(CN)6]
Ионизацияланған изомерия бойынша аниондар ішкі және сыртқы сфералардың арасында әр-түрлі бөлінеді. Мысалы:
[Pt(NH3)4 Cl2]Br2 және [Pt(NH3)4 Br2] Cl2
[CoBr(NH3)5]SO4 және [CoSO4 (NH3)5] Br
Су молекуласы ішкі сферадан сыртқы сфераға ауысқанда гидраттық изомерия кездеседі. Мысалы:
[Cr(H2 O)6]Cl3, [Cr(H2 O)5 Cl]Cl2 , [Cr(H2 O)4 Cl2]Cl
Катиондық комплекстердің аты ішкі сферадағы лигандлардан басталады, содан соң орталық атом аталып, оның валенттілігі көрсетіледі, ең соңында сыртқы сферадағы анион аталады. Мысалы:
[Al(H2 O)6]Cl3 - гексаакваалюминий (III) хлориді
[Zn(NH3)4]Cl2 - тетрааминмырыш (II) хлориді
Анионды комплекстердің аты сыртқы сферадағы катионнан басталады. Содан соң ішкі сферадағы лигандлар аталып, ең соңында комплекс түзуші атом валенттілігімен көрсетіледі. Мысалы:
K2[BeF4]- калийтетрафторбериллаты (II)
K[Al(OH)4]- калийтетрагидроксоалюминаты (III)
Нейтралды комплекстерде бірінші лигандлар аталады, сонан соң комплекс түзуші атомы аталып, валенттілігі ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.