Big Bang HTL 2, Schulbuch

64 Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) 4.6 Ganz eigen Komplexverbindungen Eine Gruppe von Verbindungen passt nicht so recht in das Schema der 3 Bindungsarten. Deshalb ist diesen Verbindun- gen ein „ganz eigenes“ Kapitel gewidmet. Eine Komplex-Verbindung – kurz Komplex genannt – ist ein Molekül oder Ion, das aus mehreren Teilen besteht: und zwar aus einem Zentralatom und mehreren Liganden , die um dieses Zentralatom angeordnet sind. Eine typische Komplexver- bindung zeigt Abb. 4.43, ein Co 3+ - Ion als Zentralatom, 6 NH 3 -Moleküle als Liganden. Bindungstheoretischer Hintergrund: Zentralatome sind sehr häufig Metallionen der Übergangs- metalle , z. B. von Cu, Co, Zn, Fe, Ni, Ag oder Pt. Liganden sind immer Moleküle oder Ionen, die nicht bin- dende Elektronenpaare besitzen. Z. B.: Die freien Elektronenpaare sind deswegen so wichtig, weil die Bindung zwischen Zentralatom und Liganden zwar durch eine Elektronenpaarbindung zustande kommt, aber der Ligand beide Elektronen für die Bindung zur Verfügung stellt. (Wir erinnern uns: Sonst kommt immer 1 Elektron für die Bindung von einem Partner, das andere vom anderen Partner). ( F60 ) Solche Bindungen, bei denen ein Partner beide Bindungse- lektronen beisteuert, heißen auch koordinative Bindungen . Räumlicher Bau von Komplexen: Die Liganden sind immer in einer regelmäßigen Form um das Zentralatom angeordnet. Bei 2 Liganden entstehen lineare Komplexformen, bei 4 Liganden können quadra- tisch-planare oder tetraedrische Formen entstehen und bei 6 Liganden oktaedrische Formen. Ein Zentralatom muss auch nicht lauter gleiche Liganden haben, in einem Komplex können verschiedene Liganden vorkommen. Wiederhole noch einmal, wie eine Atombindung genau zustande kommt. Wer stellt welche Elektronen zur Verfügung? F60 Abb. 4.43: Abb. 4.44: Beispiele für Liganden Abb. 4.45: links: 4 Liganden – tetradedrischer Komplex mit lauter gleichen Liganden Rechts: 6 Liganden – oktaedrischer Komplex mit verschiedenen Liganden Liganden, die mit dem Zentralatom nur eine Bindung ein- gehen können, nennt man einzähnige Liganden. Im Gege- natz dazu stehen mehrzähnige Liganden, die mehrere Bin- dungsstellen mit dem jeweiligen Zentralatom aufweisen. Solche Komplexe nennt man auch Chelat-Komplexe (von griech. „chele“ = Krebsschere) weil sie das Zentralatom qua- si von mehreren Seiten umgreifen. Die bekanntesten Chelatkomplexe sind das Chlorophyll der Pflanzen und die Häm-Gruppe des Hämoglobins bei Wirbel- tieren. Technische Anwendungen finden Komplexe als Kataly- satoren, vor allem in der organischen Chemie. Weiters verwendet man Komplexe als Farbstoffe oder Pigmente, weil viele Komplexverbindungen wunderschöne Farben abgeben. Eine Gruppe von Farbstoffen, die Phthalo- cyanine, werden als Farbstoff (Dye) für CDs (CD-R) ein- gesetzt. Auch in der Wasseranalytik und der Wasserent- härtungs-Technologie kommen Komplexverbindungen zum Einsatz. Zusammenfassung Komplexverbindungen bestehen aus einem Zentralatom und mehreren Liganden . Die Liganden stellen beide Elektro- nen zur Bildung der Bindung zur Verfügung. Einzähnige Liganden gehen mit dem Zentralatom nur eine Bindung ein, mehrzähnige Liganden gehen mehrere Bin- dungen mit dem Zentalatom ein. Solche Komplexe nennt man auch Chelat-Komplexe , z. B. Chlorophyll und die Häm- Gruppe des Hämoglobins. Abb. 4.46: links: Chlorophyll – Mg als Zentralatom komplex gebunden Rechts: Häm: Fe als Zentralatom komplex gebunden Z Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv