Комплексні сполуки.

1. Біогенні d – елементи (Fe, Cu, Zn, Mn, Co, Ni, Cr, Mo) З великої групи d – елементів до біогенних відносять вісім найважливіших, концентрація яких в організмі достовірно встановлена і їх специфічна фізіологічна роль доведена. Ці елементи входять до складу великої кількості металоферментів, яких нині відомо близько 300, а також вітамінів.

Біологічна роль хімічних елементів визначається в першу чергу будовою електронних оболонок їх атомів. d - елементи ще називають п ерехідними елементами, оскільки вони мають змінні ступені окиснення. Із перелічених вище біоелементів тільки Цинк, маючи завершену 18 електронну оболонку, характеризується сталим значенням ступеня окиснення +2, і тому він не належить до перехідних елементів.

Від будови атомів залежать хімічні властивості як саме елементів, так і їхніх сполук. Ці властивості виявляються в здатності d – елементів вступати у різноманітні хімічні реакції: кислотно – основні, окисно- відновні, комплексоутворення тощо.

Кислотно – основні властивості. Оксидам з нижчим ступенем окиснення відповідають основи, з вищим – кислоти, а з проміжним – і основи і кислоти. Наприклад, кислотно – основні властивості сполук Хрому залежно від його валентності змінюються так:

CrO → Cr(OH)₃; Cr₂O₃ → Cr(OH)₃ = H₃CrO₃; CrO₃ → H₂CrO₄ ↔ H₂Cr₂O₇

Хром(II) Хром(II) Хром(III) Хром(III) Хромітна Хром(VI) Хроматна Дихроматна Оксид гідроксид оксид гідроксид кислота оксид кислота кислота

Сполуки Цинку і Хрому (III) виявляють типові амфотерні властивості (здатність взаємодіяти як з кислотами, так і основами):

Як основа: Як кислота:

ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O ZnO + 2KOH(р-н) + H₂O = K₂[Zn(OH)₄]

Zn(OH)₂ + 2HCl = ZnCl₂ + 2H₂O Zn(OH)₂ + 2KOH (р-н) = K₂[Zn(OH)₄]

До кислотно – основних процесів належать також реакції гідролізу солей. Оскільки солі d – елементів утворені катіонами слабких малорозчинних основ – Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, Zn(OH)₂, Cu(OH)₂, Cr(OH)₃ тощо, то практично всі розчинні у воді солі підлягають гідролізу. Внаслідок гідролізу утворюються основні солі і кислота, яка й надає розчину кислотної реакції рН < 7. Здатність речовин до гідролізу враховують при розробці лікарських форм медичних препаратів: якщо внаслідок гідролізу солей відбувається утворення малорозчинних продуктів, то стає практично неможливим засвоєння їх організмом.

Окисно – відновні властивості пов’язані зі здатністю елементів та їх сполук віддавати або приєднувати електрони, тобто змінювати в процесі реакції ступінь окиснення. Перехідні елементи мають незавершену d – електронну оболонку: +25 Mn …3d⁵4s² і тому ступінь окиснення їх сполук є змінним: +2, +4, +6, +7.

Висновки щодо окисно-відновних властивостей d – елементів:

1. Катіони металів з найменшим значенням ступенів окиснення виступають в і д н о в н и к а м и (віддають електрони):

2MnSO₄ + 5PbO₂ +6HNO₃ = 2HMnO₄ +2PbSO₄ + 3Pb(NO₃)₂ +2H₂O

Відновник: Mn²⁺ - 5e^- → Mn⁷⁺ реакція окиснення

Окисник: Pb⁴⁺ + 2e^- → Pb²⁺ реакція відновлення

2. Катіони металів або елемент у складі аніона з найбільшим значення ступеня окиснення виступають о к и с н и к а м и (приймають електрони):

2KMnO₄ + 3Na₂SO₃ + H₂O = 2MnO₂↓ + 3Na₂SO₄ + 2KOH

Окисник: Mn⁷⁺ + 3e^- → Mn⁴⁺ реакція відновлення

Відновник: S⁴⁺ - 2e^- → S⁶⁺ реакція окиснення

3. Елемент у складі катіона чи аніона з проміжним ступенем окиснення виявляє двоякі функції – окисника і відновника:

Наприклад, Mn⁴⁺O₂ при взаємодії з хлоридною кислотою виступає окисником, а при взаємодії з хлоратною кислотою – відновником: