Koordinasion birikmalarning turlari

Koordinatsion birikmalar sinflari. Hozirda koordinatson birikmalar 4 ta sinfga bo’linadi:
A. Molekulyar monodentat ligandli koordinatsion birikmalar. Bular jumlasiga ammiakatlar, gidratlar hamda metall korbonillar kiradi. Masalan [Cu(NH₃)₄]SO₄, [Al(H₂O)₆]Cl₃, [Ni(CO)₄], [Co₂(CO)₈]
B. Ion ligandli koordinatsion birikmalar. Bularga ligandli kislota qoldig’idan iborat atsedokomplekslar kiradi. Masalan: Na₃[AlF₆], Na₂[HgJ₄], Na₂[PlBr₄], K₄[Fe(CN)₆], K₂[BeF₄] va hokozolar. Okso- va gidroksokoordinatsion birikmalar ham shu sinfga kiradi.
C. Siklik koordinatsion birikmalar. Tarkibida bidentat va kolidentat ligandlar bo’lishi mumkin. Masalan: [Co[NH₂(CH₂)₂NH₂]₃Cl₃[Co(asos)₃] va hokozo. Agar tarkibida 6 ta NH₃ ni uchta etilendiamik molekulasiga almashtirilsa [CoEn₃]Cl₃ hosil bo’ladi. Bunda har qaysi etilindiamin molekulasi metal bilan ikkima в- bog' orqali birikadi. Natijada uchta besh a`zoli xalqaga ega bo’lgan kompleks birikma hosil bo’ladi. (asos-atsetilatseton -O=C(CH<sub>3</sub>)–CH=C(CH<sub>3</sub>)-O<sup>-</sup> anioni ham besh a`zoli xaalqa hosil qiladi. Unda fragmentidan uchtasi markaziy atom atrofida koordinatsiya holatida bo’ladi. Bunday birikmalar xelat koordinatsion birikmalar deb ataladi:

Ikkinchi misol tariqasida ichki koordinatsion birikmalarni ko’rsatish mumkin. Agar noligentat ligandning bir atomi markaziy atom bilan kovalent (ba`zan ionli) tarzda birikib, ligandning ikkinchi atomi donor- akseptor mexanizm bo’yicha markaziy atom bilan birikkan bo’lsa, hosil bo’lgan holatni–ichki koordinatsion birikma deb ataladi. Masalan, glisen nomli aminokislota mis sulfat bilan reaksiyaga kirishganida misning ichki kompleks birikmasi hosil bo’ladi: 2NH₂CN₂COO + CuSO₄→H₂SO₄+[Cu(NH₂CH₂COO)₂] Bis-glisinato mis(II) kompleks birikmasi hosil bo’ladi.
Kompleksonlar, sendvich va π-komplekslar ham shu sinfga kiradi. Etilendiamintetrasirka kislotasining ioni ham polidentat ligandlar jumlasiga kiradi. Bu kislota qisqacha EDTA ya’ni EDTSK deb belgilanadi. Uning ikki natriyli tuzi:

Trilon-B nomi bilan analitik kimyoda metall ionlari miqdorini aniqlashda ishlatiladi. EDTSK ning ioni olti dentatli ligand hisoblanadi. Agar metalning koordinasion soni 6 dan ortiq bo’lsa, ortiqcha o’rinlarni erituvchi molekulalari band qiladi.

Gemoglabin va xlorofil ham ichki kompleks birikmalar jumlasiga kiradi. Bu ikki moddaning yadrosi bir xil tuzilishga ega. Gemoglabinda markaziy ion vazifasini Fe(II), xlorofilda esa, Mg bajaradi.
D. Sendvich birikmalar. 1951 yilda ferrosen [Fe(C₅H₅)₂] sintez qilindi. Keyinchalik uning sendvich (buterbrod) tuzilishga ega ekanligi isbotlandi. Uning tarkibida temir ioni ikkita siklopentadienil ioni C₅H₅ bilan birikkan. Uning tuzilishini aniqlagan E.Fisher va J. Uilkonson Nobel mukofotini olishga sazovor bo’ldilar. Ferrosendagi temir o’rnini boshqa metal, masalan, nikel egallashi mumkin, u holda nikelosen [Ni(C₅H₅)₂] hosil bo’ladi. Bundan tashqari ferrosenning siklopentadienil halqalari ham almashinish reaksiyalariga kirishadi.
Bu sinfga yana dibenzoxrom [Cr(C₆H₆)₂] ni ham kiritish mumkin. Oraliq d-metallar bilan hosil qilingan karbosiklik birikmalar qatorida dibenzolxrom muhim o’rin tutadi. U 1919 yilda sintez qilingan bo’lsada, uning tuzilishi faqat 1954 yilda aniqlandi. Xayn xrom(III) xlorid bilan C₆H₅MgBr orasidagi reaksiyani amalgam oshirib, xromning bir qancha birikmalarini olishga muvaffaq bo’ldi. Bu birikmalar tarkibida xrom bilan sendvich tarzida birikkan benzol C₆H₆ yoki difenil C₆H₅-C₆H₅ molekulalari borligi aniqlandi. Keyinchalik dibenzolxrom metal galogenidiga aromatic uglevodorodlarni Al kukuni va AlCl₃ ishtirokida bevosita ta’sir ettirish orqali hosil qilinadigan bo’ldi.
Dibenzolxrom 284⁰C da suyuqlanadigan, suvda juda yomon, organic erituvchilarda yaxshi eriydigan jigarrang tusli qattiq jism, diamagnit. Dibenzolxromdagi kimyoviy bog’lanishda ikkita benzol molekulasining 12 ta π-elektroni va xrom atomining 6 ta bo’sh orbitallari (donor-akseptor mexanizm bo’yicha) ishtirok etadi; ikkinchi tomondan, xromdagi uchta electron juft benzol molekulalaridagi bo’sh π-orbitallar bilan (dativ mexanizm bo’yicha) bog’lanadi.
Fe, Co, Ni, Mn, Cr, V, Ti, Ru, Th, va Os kabi metallarning siklopentadien C₅H₆ bilan birikmalari olingan. Bu koordinasion birikmalarni hosil qilish uchun shu metallarga yoki ularning karbonillariga siklopentadien ta’sir ettiriladi. Natijada Fe(C₅H₅)₂ ferrosen; Ni(C₅H₅)₂ nikelosen hosil bo’ladi. Metallarning siklopentadien bilan hosil qilingan koordinasion birikmalari (shuningdek, dibenzolxrom Cr(C₆H₆)₂ kabi moddalar) ”sendvich-strukturali” moddalar nomini olgan, chunki bunday koordinasion birikmalar rentgen nurlari yordamida tekshirilganida, ular xuddi ”ikki burda orasidagi pishloq” kabi tuzilganligi, yani o’rtada metall atomi, uning ustuda va tagida C₅H₅ radikali joylanganligi ma’lum bo’ldi. Ferrosen molekulasining tashqi qavatida 18 ta elektron bo’ladi. Ularning 8 tasi temirniki va 10 tasi ikkita C₅H₅ radikalnikidir. Ikkita C₅H₅ radikali o’zining 10 ta p-elektroni hisobiga koordinasion bog’ hosil qiladi. Shuning uchun oraliq metallarning sendvich strukturali birikmalari π-koordinasion birikmalar jumlasiga kiradi.
Koordinasion birikma shunday birikmaki, uning molekulasi yoki ioni markaziy ion yoki atomga ega bo’lib, buni bir necha ion yoxud molekulalar, ya’ni ligandlar qurshab turadi.
Akademik Yu. N. Kukushkin kompleks birikmalarga quyidagi ta’rifni berdi: “Kompleks birikma deganda kristall holatda bo’lmasin, eritmada bolmasin, tarkibida ligandlar bilan qurshalgan markaziy atomi mavjud birikmalarni tushunmoq kerak.
Kompleks hosil bo’lish hodisasi ayrim elementlardagina uchramasdan, balki D. I. Mendeleyev davriy sistemasining ko’pchilik elementlariga xos hodisadir.
Tassir 1798-yilda birinchi bo’lib, kompleks CoCL₂^.6NH₃ ni hosil qildi. Kompleks birikmalarni o’rganish shuni ko’rsatadiki, kompleks hosil bo’lishi hodisasi ayrim elementlardagini uchramasdan balki D.I.Mendeliyev davriy sistemasidagi ko’pchilik elementlarga mansub bo’lgan muhim hodisadir.
Kompleks birikma shunday birikmaki, uning molekulasi markaziy atomga ega bo’lib, buni bir necha ion, yoxud molekulalar, ya’ni ligandlar qurshab turadi.
Ligand markaziy atom atrofida bitta yoki bir necha o’rin egallashi mumkin. Masalan: Cl^-, Br^-, I^-, CO, H₂O, NH₃ kabi ligandlarning har biri bittadan o’rin oladi.
Ular monodentat ligandlar deyiladi. Oksalat ioni, shuningdek etilendiamin ikkitadan o’rin egallaydi. Bunday ligandlar bidentat ligandlar deyiladi. Dietilentriamin uch dentatli ligand hisoblanadi. To’rt dentatli ligand uchun esa, triaminotrietilamin misol keltirish mumkin.
Kompleks birikma hatto eritmalarda ham o’zining mustaqilligini saqlab qolishga intiladi. Ionlarga oz darajadagina dissotsiyalanadi. Agar markaziy ionning musbat zaryadi uni qo’rshab turgan ligandlar manfiy zaryadlarining yig’indisidan ortiq bo’lsa, bunday kompleks-kation kompleks ; markaziy ionning zaryadi uni qo’rshab turgan ligandlar manfiy zaryadlarining yig’indisidan kam bo’lsa, u holda anion kompleks; markaziy ionning zaryadi bilan ligandlar zaryadlarining yig’indisi orasidagi ayirma nolga teng bo’lsa, neytral kompleks birikmalar deb ataladi. Kompleks birikmalar texnikada, meditsinada, qishloq xo’jaligida, ilm-fanda katta ahamyatga egadir.
Kompleks birikmalar tabiatda ko’p tarqalgan. Masalan, o’simliklarning yashil qismida bo’ladigan va fotosintezni amalga oshiruvchi modda xlorofill magniyning kompleks birikmasidir.Tirik xujayralarni kislorod bilan taminlab turuvchi modda qon gemoglabini temirning kompleks birikmasidir. Juda ko’p minerallar alyuminosilikatlar kompleks birikmalardan iborat.
Kompleks birikmalar hosil qilish uchun birikish, almashinish, oksidlanish, qaytarilish reaksiyalaridan foydalaniladi. Hosil qilingan kompleks birikmani reaksion aralashmadan ajratib olish ham katta ahamyatga ega. Buning uchun:
1) Erituvchini bug’latish orqali konsentrlangan reaksion aralashma hosil qilib, uni muz va tuz aralashmasi bilan sovutib, shu moddalar aralashmasidan kompleks birikmani kristallga o’tkazishdan;
2) Reaksion aralashmaga kompleks birikmani eritmaydigan, lekin kompleks hosil bo’lishida ishtirok etgan erituvchi bilan yaxshi aralashadigan boshqa biror erituvchidan oz-oz qo’sha borishdan va ekstraksiya usulidan foydalaniladi.
Ba’zan kompleks birikma juda tez hosil bo’ladi. Masalan: CuSO₄ eritmasiga NH₄OH eritmasi qo’shilishi bilanoq, to’q zangori tusli kompleks [ Cu(NH₃)₄SO₄] birikmasi hosil bo’ladi.
Reaksion aralashmaga etil spirit qo’shib, bu kompleks birikmani kristal holda ajratib olish mumkin. Bu birikmada Cu²⁺ markaziy ion, NH₃^- molekulalari esa ligandlardir.
Keyingi vaqtlarda metallarning kompleks birikmalarini tayyorlash uchun suvsiz eritmalar ko’p qo’llaniladigan bo’ldi Masalan: CrCl₃ ning suvdagi eritmasiga etelendiamin NH₂-CH₂-CH₂-NH₂ qo’shilib, CrCl₃^.3NH₂-CH₂-CH₂-NH₂ tarkibli kompleks birikma hosil qilib bo’lmadi, lekin efirdagi eritmada bu kompleks birikmani hosil qilib, kristall holida ajratib olish mumkin bo’ldi.
Kompleks birikmalarning o’ziga xos suyuqlanish, qaynash, parchalanish temperaturalari, ma’lum erituvchilarda, xususan suvda eruvchanligi, elektir o’tkazuvchanligi va boshqa xossalari bo’ladi.
Bular ichida tadqiqotchilar etiborini o’ziga jalb etadiganlari qatoriga; komplekslarning tuzilishi, eruvchanligi, rangi, elektr o’tkazuvchanligi, oksidlanish qaytarilish xossalari, spektrlari, magnet xossalari kiradi.
Kompleks hosil qiluvchi sistema rangining o’zgarishini tekshirish orqali ko’pincha birikma tarkibini va uning barqaror yoki beqaror ekanligini aniqlash mumkin. Kompleks birikmalarning infraqizil nur yutishini o’rganish orqali birikma tarkibidagi atomlararo bog’lanish xarakterini bilib olish mumkin.
^{Komplеks birikmalarning soni, turlari, tuzilishi va xossalari juda ko’p va xilma-xil bo’lgani uchun kеltirilgan klassifikatsiyayetarli emas. Umumiy holda komplеks birikmalarni markaziy atomlarning koordinatsion soniga oksidlanish darajasiga yoki ularning elеktron konfiguratsiyasiga ham qarab klassifikatsiyalash mumkin, lеkin bunday usullar hozirgi zamonda odatda ishlatilmay, ko’pincha ularning tuzilishiga qarab klassifikatsiya qilinadi. Bu usul yordamida hamma komplеks birikmalar 5 sinfga bo’linadi.
1) Molеkulyar monodеntat ligandli komplеks birikmalar
Aminat va ammiakatlar. Bular o’zining ichki sfеrasida ammiak yoki boshqa organik aminlar bo’lgan komplеks birikmalardir. Bu birikmalarda markaziy atom bilan ligandlar azot atomlari orqali bog’langan bo’ladi. Ammiak molеkulasining har biri bittadan koordinatsion o’rinni egallaydi. Shuning uchun ichki sfеrada bo’ladigan ammiak molеkulalar soni markaziy ionning koordinatsion soniga bog’liq bo’ladi. Mis, nikеl, kobalt kabi elеmеntlar juda barqaror ammiakatlar hosil qiladi. [Co(NH}₃⁾₆^]Cl₃^{.
Gidratlar va akvakomplеkslar. Anorganik moddalarda suv molеkulasi bilan birikib turg’unligi turlicha bo’lgan birikmalar hosil qilish hodisasi kеng tarqalgan. Ichki va sirtqi qavatida suv molеkulalari tutgan komplеks birikmalar gidratlar dеb nomlangan. Agar suv molеkulasi komplеks birikmalarda ligandlik vazifasini bajarsa, bunday birikmalarni akva – komplеkslar dеb ataladi. [Al(H}₂^O)₆^]Cl₃^{.
2) Ion ligandli komplеks birikmalar. Ligandlari kislota qoldiqlaridan iborat komplеks birikmalar atsidokomplеkslar dеb ataladi. Masalan, K}₄^[Fe(CN)₆^{]: atsidokomplеkslarda bir nеcha xil kislota qoldig’i ham bo’lishi mumkin. Masalan, K}₂^[Pt(NO₂⁾₄^Br₂^{].
Qo’sh tuzlar ham atsidokomplеkslar jumlasiga kiradi. Qo’sh tuzlar bilan haqiqiy komplеks birikmalar orasidagi farq shundaki, qo’sh tuz suvda eritilganda o’z tarkibidagi ionlarga parchalanib kеtadi. Masalan, karnalit KCl•MgCl}₂^•6H₂^{O ni K[MgCl}₃^{] tarkibli komplеks birikma dеb qarash mumkin. Agar bu modda barqaror komplеks birikma bo’lganida edi, eritmada K+ va MgCl}₃<sup>- ionlariga parchalanadi. Lеkin bu modda suvda K+, Mg2+ va Cl- ionlarini hosil qiladi. Qo’shaloq tuzlar suvdagi eritmalarida nihoyatda bеqaror atsidokomplеkslardir.
3) Xalqali, yani ko’p dеntatli ligandlari bor komplеkslar (xеlatlar, ichki komplеks birikmalar).
Polidеntat ligandlarning molеkulalari markaziy mеtall bilan ikki yoki undan ko’p koordinatsion bog’larni hosil qiladi. Natijada mеtall atorofida bir nеchta bog’li xalqa hosil bo’ladi. Xalqali komplеks birikmalar ancha barqaror komplеks birikmalarni hosil qiladi. Bеsh va olti xalqali komplеks birikmalarning barqarorligi ancha yuqori bo’ladi.

4) Bir nеchta markaziy atomi bor (ko’p yadroli komplеkslar) yoki ko’p o’zakli komplеks birikmalar. Bazi komplеks birikmalarda bir nеcha mеtall atomi markaziy ion vazifasini bajarishi mumkin. Bunday komplеks birikmalar ko’p o’zakli komplеks birikmalar

dеb ataladi. Bularda markaziy ionlar bir-biri bilan “ko’prik rolini” bajaruvchi atom orqali bog’langan bo’ladi.
5) Koordinatsiyaga ligandlarning  -orbitallar qatnashadigan komplеkslar (sendvich birikmalar, karbonillar, alkеnli komplеks birikmalar). Bazan tarkibida erkin elеktron juftlari bo’lmagan, lеkin - bog’lanishda ishtirok eta oladigan elеktronlari bor molеkulalar ham ligandlik vazifasini bajaradi. Bunday komplеkslar - komplеks birikmalar dеyiladi.
- komplеks birikmalarni hosil qiladigan eng sodda organik birikmaga etilеn kiradi. Masalan, K[Pt(C</sup>₂^H₄^)Cl₃^{]formulali TSеyzе tuzi dеb nomlagan - komplеks birikma kaliyning tеtraxlorplatinat(II) komplеksiga etanol qo’shib qaynatilganda hosil bo’ladi:
K}₂^[PtCl₄^{] +C}₂^H₅^{OH  K[Pt(C}₂^H₄^)Cl₃^{] + KCl + H}₂^{O
Tsеyzе tuzi quyidagicha tuzilishga ega bo’lib, bunda etilеn platinaning to’rtdan bir koordinatsion joyni egallaydi}