1-ma’ruza Koordinatsion birikmalar kimyosi tarixi, asosiy tushunchalari

1-ma’ruza
Koordinatsion birikmalar kimyosi tarixi, asosiy tushunchalari.
A. Vernerning koordinatsion birikmalar kimyoviy tuzilish nazariyasi.
Reja
- koordinatsion birikmalar haqida tushuncha,
- birinchi murakkab moddalar, ularning nomlanishi va tuzilishini o`rganish,
- koordinatsion birimalarning sintezi,
- A. Vernerning eksperimental ishlari va tuzilish nazariyasi
- koordiniatsion birikmalrning hozirgi zamon ta`rifi va tasnifi.

Kompleks birikmalar ikki asr oldin ham sintez qilingan, ular azaldan juda ko’p uchraydi va keng ishlatiladi. Masalan, xlorofill, gemoglobin, qizil qon tuzi, sariq qon tuzi va hokazo.

Oddiy valent to’yingan birikmalar bir-biri bilan bog’lanib, murakkab moddalar hosil qiladi. Bularni Berselius molekulyar birikmalar deb atadi.
C
AB + CD = A B
D
Shuni e’tirof etish lozimki, oddiy moddalardan kompleks birikmalar xossalari bilan keskin farq qiladi. Uzoq yillar davomida atom-molekulyar ta’limot molekulyar moddalarning tuzilishi va xossalarini tushutirishga qiynaldi, chunki valentligi to’yingan birikmalar o’zaro qo’shimcha reaksiyaga kirishadi.
Qadimgi vino mahsulotlarini Fe(II) va Pb(II) ionlaridan tozalash uchun K₄[Fe(CN)₆] ishlatilar edi, lekin bu birikma zaharli xususiyatga ega va u fosfor kompleksonlariga almashtirildi.
Dastlab, kompleks birikmalar kimyosi asosan noorganik kimyoning bo’limi deb qaralgan, bu qarash XX asr 50-yillarigacha saqlandi. Endilikda koordinatsion birikmalar kimyosi umumiy kimyo fanlarining barchasini birlashtiruvchi fan sifatida qaraladi.
Birinchi marta mis va kobalt ammiakatlari misolida kompleks birikmalarni o’rganish boshlandi. Ularning tuzilishi ammoniy tuzlariga qiyoslandi.
T. Grem ammiakatlarning hosil bo’lishini quyidagicha tasavvur etdi:
Cu(NO₃)₂ + 2 NH₃ = (NH₃)₂Cu(NO₃)₂
Bulardan xulosa chiqargan K. Gofman CuX₂2NH₃ va CuX₂4NH₃ kabi ammiakatlarning tuzilishini yangi formulalar bilan ifodaladi:

Ammo hozirgacha koordinatsion birikmalar kimyosi tarixini 1798 yilda Tasser laboratoriyada [Co(NH₃)₆]Cl₃ ni olish bilan boshladi deb hisoblashardi. Biroq, 1704-yilda K₄[Fe(CN)₆] birikmasini ajratgan Disbax uni qo’shaloq tuz sifatida yozishni taklif etgan. Grem va Gofmanning urinishlari CoCl₃ ^. 6 NH₃; CoCl₃ ^. 5 NH₃; CoCl₃ ^. 4 NH₃ kabi murakkab moddalar tuzilishini aniqlay olmadi, ularni kristallogidratlardek tuzilishda bo’ladi deb hisoblashgan.
Masalan, 1 mol CoCl₃^·5 NH₃ eritmadan nima uchun kumush nitrat ta’sirida cho’kishi mavhum edi. Holbuki, Gofmanning tuzilish formulasiga ko’ra uchta xlor atomi ham ekvivalent hisoblanadi:

Oddiy moddalar tuzilishini ko’rsatuvchi radikallar nazariyasi kompleks birikmalar tuzilishini aniqlashga ojizlik qildi.
Ular o’rniga Blomstran-Iyegensenning zanjirli nazariyasi paydo bo’ldi. Bu nazariyaga ko’ra kation va anion orasiga har xil guruhlar (shu jumladan, suv, ammiak va hokazo) joylashadi va kompleks birikmalar hosil bo’ladi deb taxmin etishdi. Qisman kompleks birikmalarni organik moddalarga o’xshatishdi:
CoCl₃ ^. 5 NH₃ Cl
Co – NH₃ – NH₃ – NH₃ – NH₃Cl
NH₃
Bir atom xlor reaksion jihatdan kobalt bilan bog’langani uchun cho’kmaga tushmaydi deb hisoblanardi. Unga uzoq vaqt ammiak ta’sir etilganda kobaltning qizil (purpureo-) tuzi sariq (luteotuzga, lutios-sariq degani) tuzga aylanadi va barcha xlor atomlari o’zaro ekvivalent bo’ladi:
CoCl₃ ^. 5 NH₃ + 2 AgNO₃ = 2 AgCl↓ + CoCl(NO₃)₂ ^. 5 NH₃
CoCl₃ ^. 6 NH₃ + 3 AgNO₃ = 3 AgCl↓ + Co(NO₃)₃ ^. 6 NH₃
Ya’ni luteotuzda xlor atomlari ionogen bog’langan deb hisoblashardi:
NH₃Cl
Co – NH₃ – NH₃ – NH₃ – NH₃Cl
NH₃Cl
Bu tushunchalar ko’p hodisalarni, masalan, izomeriya hodisasini tushuntirishga ojizlik qildi. Nega ayrim atomlar yuqori valentlikni namoyon qiladi, nima uchun CoX₃ ^. 6 NH₃ kabi tuzlarning ayrimida ionogen bog’ tutgan anionlar uchramaydi?
1893 yilda A. Verner koordinatsion birikmalar haqida dastlabki tushunchalarni e’lon qildi va koordinatsion birikmalar tuzilish nazariyasini “Noorganik kimyo sohasidagi yangi mulohazalar” nomli maqolasida 1898 yilda chop ettirdi. “Kompleks birikmalar” termini 1905 yildan so’ngra A. Vernerning e’lon qilgan maqolasidan keyin keng ishlatilmoqda.
Shuning uchun A.Vernerga (1913 yilda ximiya fani sohasida Nobel mukofoti berilgan).
Uning fikricha kompleks birikmalarda “markaziy” tuzilish bor, elementlar ikki xil (asosiy va qo’shimcha) valentlikka ega. Birinchi tartibli birikmalarda asosiy valentlik to’yinadi, qo’shimcha valentlik hisobidan yuqori tarkibli moddalar hosil bo’ladi. A. Verner asosiy valentlikni tutash chiziq bilan, qo’shimcha valentlikni punktir chiziq bilan belgilashni taklif etdi va kobalt ammiakatlari quyidagicha ko’rinishga ega bo’ldi:
Alfred Verner koordinatsion nazariyasi 3 ta qoidadan iborat:
1893 yilda A.Verner kompleks birikmalarning to’zilishi haqida yangi nazariya yaratdi. Bu nazariya quyidagi uch banddan iborat:

1. 
   ayrim elementlar o’zining asosiy valentliklaridan tashqari, yana qo’shimcha valentlik namoyon qila oladi;
   

2. 
   har qaysi element o’zining asosiy va qo’shimcha valentligini to’yintirishga intiladi;
   
3. 
   markaziy atomning qo’shimcha valentligi fazoda ma’lum yo’nalishga ega bo’ladi.
   

Vеrnеr nazaryasiga ko`ra komplеks birikmada markaziy atom bo`ladi. Bu atom komplеks hosil qiluvchi dеb ataladi va ko`pgina, mеtall atomi bo`ladi.
Komplеks birikmada markaziy atom o`ziga suv, ammiak, kislota qoldigi, turli organiq modda molеkulalari kabi nеytral molеkulalari yoki ionlarni biriktirib oladi. Markaziy atom yoki ionni nеytral molеkulalar kurshab turadi.
Masalan: АgCl + 2 NH <sub>3</sub> = [ Ag ( NH <sub>3</sub>) <sub>2</sub> ] Cl
Bunda Ag va NH<sub>3</sub> – birinchi tartibli oddiy birikmalar. Ularning birikishidan yuqori tartibli koplеks birikma hosil bo`ladi. Bunda Ag ioni komplеks hosil qiluvchidir. Rеaktsiyada Ag ioni atrofiga ikki molеkula NH₃ koordinatlanadi. Hosil bo`lgan [Ag (NH<sub>3</sub>)<sub>2</sub> ]<sup>+</sup> musbat valеntli komplеks ionidir.
Uning Cl – bilan hosil qilgan birkmasi komplеks molеkuladir. Bu molеkulada Ag o`z atrofidagi ikki molеkula NH₃ bilan birga komlеksning ichki sfеrasini, Cl – ioni esa tashqi sfеrasini tashkil qiladi. Ichki sfеralar kvadrat qavslar ishga olib yoziladi. Ichki sfеradagi komplеks hosil qiluvchi ion atrofida koordinatlagana nеytral molеkulalar ligandlar dеyiladi. Yuqoridagi misolimizda NH₃ – liganddir. Ularning soni koordinatlanish soni dеyiladi. Komplеks birikmalarda koordinatlanish sonlari 2,3,4,6,8, 12 ta bo`la oladi.


Tayanch iboralar
Koordinatsion birikmalar, markaziy zarra, ligand, ichki sfera, tashqi sfera, koordi­natsiya birikma, kompleks birikma, koordinatsion son, dentatlik.