Общая химия полностью

Так, золото образует два оксида — оксид золота(I), или закись золота, Au₂O и оксид золота (III), или окись золота, Au₂O₃.

- 563 -

Более устойчивы соединения, в которых золото имеет степень окисленности +3.

При растворении золота в царской водке получается комплексная тетралхлорозолотая, или золотохлористоводородная, кислота H[AuCl₄], которая кристаллизуется в виде светло-желтых игл состава H[AuCl₄]·4H₂O (обычный продажный препарат золота). Известны хорошо кристаллизующиеся соли этой кислоты, например Na[AuCl₄], в растворах которых золото находится в виде комплексного аниона [AuCl₄]^-.

Если осторожно нагревать тетрахлорозолотую кислоту, то она разлагается с выделением HCl и красновато-коричневых кристаллов хлорида AuCl₃.

Щелочи осаждают из растворов тетрахлорозолотой кислоты бурый гидроксид золота (III) Au(OH)₃, называемый также золотой кислотой, так как это вещество обладает слабокислотными свойствами и образует соли. При 100°C золотая кислота теряет воду, превращаясь в бурый оксид золота (III) Au₂O₃.

При нагревании хлорида золота (III) в струе диоксида углерода до 180°C получается хлорид золота (I) AuCl в виде белого малорастворимого в воде вещества. Из растворов хлорида золота (I) щелочи осаждают фиолетовый оксид золота (I) Au₂O.

Все соединения золота легко разлагаются при нагревании с выделением металлического золота,

Знакомясь с элементами подгруппы меди, мы видели, что ионы этих элементов способны присоединять к себе другие ионы или нейтральные молекулы (например, NH₃ ), образуя более сложные комплексные ионы. При связывании последних ионами противоположного знака получаются различные комплексные соединения.

Комплексные соединения составляют наиболее обширный и разнообразный класс неорганических веществ. К ним принадлежат также многие металлорганические соединения (см. § 163), связывающие воедино ранее разобщенные неорганическую химию и органическую химию. Многие комплексные соединения — витамин B₁₂, гемоглобин, хлорофилл и другие — играют большую роль в физиологических и биохимических процессах. Исследование свойств и пространственного строения комплексных соединений оказалось чрезвычайно плодотворным для кристаллохимии, изучающей зависимость физико-химических свойств веществ от структуры образуемых ими кристаллов, и породило новые представления о природе химической связи. К ценным результатам привело применение комплексных соединений и в аналитической химии.

- 564 -

Не будет лишним сказать, что успехи теоретической и прикладной химии за последние годы во многом связаны именно с изучением комплексных соединений.

Наиболее удачно свойства и строение комплексных соединений объясняет координационная теория, предложенная в 1893 г. А. Вернером.

Альфред Вернер — швейцарский химик, лауреат Нобелевской премии, один из создателей учения о комплексных соединениях. Научная деятельность Вернера протекала в Цюрихском университете, профессором которого он был с 1893 г. Вернер синтезировал большое число новых комплексных соединений, систематизировал ранее известные и вновь полученные комплексные соединения и разработал экспериментальные методы доказательства их строения. Для объяснения строения и свойств комплексных соединений Вернер выдвинул идею о координации, т. е. о пространственном окружении иона металла анионами или нейтральными молекулами. Координационная теория легла в основу современных представлений о комплексных соединениях.

Согласно координационной теории, в молекуле любого комплексного соединения один из ионов, обычно положительно заряженный, занимает центральное место и называется комплексообразователем или центральным ионом. Вокруг него в непосредственной близости расположено или, как говорят, координировано некоторое число противоположно заряженных ионов или электронейтральных молекул, называемых лигандами (или аддендами) и образующих внутреннюю координационную сферу соединения. Остальные ионы, не разместившиеся во внутренней сфере, находятся на более далеком расстоянии от центрального иона, составляя внешнюю координационную сферу. Число лигандов, окружающих центральный ион, называется координационным числом.

Внутренняя сфера комплекса в значительной степени сохраняет стабильность при растворении. Ее границы показывают квадратными скобками. Ионы, находящиеся во внешней сфере, в растворах легко отщепляются. Поэтому говорят, что во внутренней сфере ионы связаны не ионогенно, а во внешней — неионогенно. Например, координационная формула комплексной соли состава PtCl₄·2KCl такова: K₂[PtCl₆]. Здесь внутренняя сфера состоит из. центрального атома платины в степени окисленности +4 и хлоридионов, а ионы калия находятся во внешней сфере.

Не следует думать, что комплексные соединения всегда построены из ионов; в действительности эффективные заряды атомов и молекул, входящих в состав комплекса, обычно невелики.

Альфред Вернер (1866—1919)

- 565 -