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Nomenklatur von Komplexen 15:53 min

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Transkript Nomenklatur von Komplexen

Hallo und ganz herzlich willkommen! In diesem Video geht es um die „Nomenklatur von Komplexen“. Diese chemische Verbindung trägt den prosaischen Namen „Gelbes Blutlaugensalz“. Es handelt sich um eine Komplexverbindung. Wir sagen kurz „Komplex“. Der systematische Name der Verbindung lautet „Kaliumhexacyanidoferrat (II)“. Das klingt kompliziert. Es ist aber nicht so schwer und man kann das verstehen. Aufbau von Komplexen Einfache komplexe Strukturen kennt ihr schon lange: Nitrat (NO3-), Sulfat (SO42-) oder Phosphat (PO43-). Charakteristisch für diese Ionen ist jeweils ein Teilchen, ein Atom im Zentrum: Stickstoff N, Schwefel S oder Phosphor P. 1. Zentralatom Im Zentrum eines Komplexes befindet sich ein Zentralatom. Das ist häufig das Atom eines Übergangmetalls. Die meisten Zentralatome werden durch die Nebengruppenelemente (man sagt auch Übergangsmetalle) gebildet. Beispiele dafür sind Eisen, Kupfer oder Gold. 2. Liganden Das Zentralatom wird von mehreren Liganden umgeben. Das können einfache Anionen wie das Fluorid – Ion F- oder das Chlorid – Ion Cl- sein. Als Liganden können auch zusammengesetzte Anionen wie OH- oder CN- fungieren.sein. Eine dritte Möglichkeit sind Moleküle wie H2O oder NH3. Das Zentralatom Die Symbole und Namen wichtiger Zentralatome (Metalle) sollte man kennen. Das erste ist der deutsche Name. Außerdem ist für die Nomenklatur die lateinische Bezeichnung wichtig. Ich möchte eine Liste wichtiger Vertreter aufführen.

Symbol/ deutscher Name/ lateinische Bezeichnung: Cu/ Kupfer/ Cuprum, Ag/ Silber/ Argentum, Au/ Gold/ Aurum, Hg/ Quecksilber/ Mercurius, Mercury (engl.), Fe/ Eisen/ Ferrum Co/ Cobalt/Cobaltum, Zn/ Zink/ Zincum, Sn/ Zinn/ Stannum, Pb/ Blei/ Plumbum

Ladung des Komplexes Beim Zentralatom handelt es sich eigentlich um ein Zentralion. Wichtige Beispiele: Cu2+, Ag+, Au3+, Fe2+ oder Fe3+ Ein Ion bildet mit den Liganden einen Komplex. Die meisten Komplexe sind geladen. Betrachten wir beide Fälle: Positiv geladene Komplexe Betrachten wir die Verbindung [Co(NH3)6]3+
Der Ausdruck in eckigen Klammern versinnbildlicht einen Komplex. Das Zentralatom ist Co. Die Liganden sind die Moleküle NH3. Die Ladung des Komplexes ist +3. Diesen positiv geladenen Komplex bezeichnet man als „Cobalt – Ion“. Genaueres später.
Bei positiv geladenen Komplexen besteht der Stamm des Namens aus dem Namen des Zentralatoms und dem Wort „Ion“. Weitere Beispiele: [Al(H2O)6]3+ ist ein „Aluminium– Ion“. [Cu(H2O)4]2+ ist ein „Kupfer – Ion“.

Negativ geladene Komplexe Für die Benennung der Anionen muss man die lateinischen Bezeichnung der Metalle kennen. Das Beispiel steht im Zusammenhang mit dem zu Beginn erwähnten Gelben Blutlaugensalz. [Fe(CN)6]4- ist ein „Ferrat – Ion“. (Abgeleitet von Ferrum.) Man sagt also nicht „Eisenat“. Bei negativ geladenen Komplexen besteht der Stamm aus dem ersten Teil des meist lateinischen Namen des Zentralatoms und der Endung „at“. Weitere Beispiele: [PbCl4]2- ist ein „Plumbat -Ion“. (Abgeleitet von Plumbum.) [HgI4]2- ist ein „Mercurat – Ion“. (Abgeleitet von Mercurius/Mercury.) Achtung: Das letzte Beispiel ist eine Ausnahme. Der korrekte lateinische Name für Quecksilber ist Hydrargyrum. Sinnfälligkeit der Benennung Die Benennung komplexer Ionen ist nicht zufällig. Zusammen ergeben sie nämlich Salze. Kation(en) + Anion(en) = Salz Als Analogie zum Vergleich: Kalkstein hat die Formel CaCO3. Er besteht aus den Ionen Ca2+ und CO32-. Der systematische Name lautet daher Calciumcarbonat. Das Kation (positive Ladung) wird durch das „Metall“ benannt. Das Anion (negative Ladung) hat die Endung „at“. Liganden Hier ist nicht einfach der Name des entsprechenden Teilchens anzugeben. Nachfolgend die Liste der korrekten Bezeichnungen: Ich möchte eine Liste wichtiger Vertreter aufführen.

Formel/ Name/ Ladung H2o/ aqua/ 0, NH3/ ammin/ 0, Co/ carbonyl/ 0, No/ nitrosyl/ 0, F-/ fluorido/ -1, cl-/ chlorido/ -1, OH-/ hydroxido/ -1, NCO-/ cyanato/ -1, H-/ hydrido/ -1, CN-/ cyanido/ -1, NH2-/ amido/ -1, O2-/ oxido/ -2

Achtung: Einige Namen sind veraltet (2014) und sollten nicht mehr verwendet werden: fluoro, chloro, hydroxo, cyano, oxo Beachtet das bitte bei euren Recherchen im Internet! Liganden und Zentralatom im Namen Betrachten wir das vertraute komplexe Kation: [Co(NH3)6]3+
Das ist ein Cobalt – Ion. Berücksichtigung der Liganden ergibt: Ammincobalt -Ion. Das Ion hat 6 Liganden. Wichtig ist die Angabe der Ligandenzahl: Hexaammincobalt- Ion. Nun fehlt noch die Oxidationzahl des Zentralatoms (besser die Ladung des Zentralions): Hexaammincobalt(III)- Ion Das ist der korrekte Name des komplexen Kations. Ligandenzahl Im vorigen Abschnitt haben wir die Ligandenzahl 6 mit hexa bezeichnet. Die Ligandenzahlen sind von den griechischen Zahlwörtern abgeleitet: 2 - di, 3 - tri, 4 - tetra, 5 - penta, 6- hexa, 7 - hepta, 8 - octa, 9 - nona, 10 - deka, 12 - dodeka

Häufig trifft man die Ligandenzahlen 6 (hexa) und 4 (tetra).
Einige Ionen Wir wollen nun etwas üben. Hallo, aufwachen! [Al(H2O)4]3+
Habt ihr einen Vorschlag?
Tetraaquaaluminium(III)-Ion [PbCl4]2- Könnt ihr das Ion benennen? Tetrachloridoplumbat(II)-Ion [Fe(CN)6]4- Benennt das komplexe Ion. Hexacyanidoferrat(II)-Ion Salze Üben wir weiter bei Salzen. Na[Al(OH)4] Natrium-tetrahydroxidoaluminat(III) K3[Fe(CN)6] Kalium-hexacyanoferrat(III) (NH4)2[PbCl6] Ammonium-hexachloridoplumbat(IV) Und noch schwerer, bei mehreren Substituenten: [CoCl(NH3)5]Cl2 Pentaamminchloridocobalt(III)-chlorid [PtCl4(NH3)2] Diammintetrachloridoplatin(IV) Der letzte Komplex ist neutral.Die römische IV ist nicht die Ladung des Komplexes. Es ist die Ladung des Zentralions. Haptizität Von Haptizität spricht man bei Liganden, die über mehr als ein Donoratom verfügen. Die wahrscheinlich populärste Verbindung ist Ferrocen, der erste Sandwich - Komplex. Ein Eisen(II) – Ion liegt zwischen zwei Cyclopentadienyl – Anionen C5H5-. Der systematische Name von Ferrocen lautet: Bis(η5-cyclopentadienyl)eisen) Achtung! Man spricht: „Bis(pentahapto-cyclopentadienyl)eisen)“. Anmerkung: η1 = monohapto, η2 = dihapto, η3 = trihapto, η4 = tetrahapto, η5 = pentahapto, usw. Brückenliganden Davon spricht man, wenn Liganden mit zwei Donoratomen wie CN- oder CO an zwei Metallzentren koordinieren. Beispiel:

Der systematische Name lautet: Tris(μ-carbonyl)hexacarbonyldieisen) Diesen Namen wollen wir verstehen: Tris bezieht sich auf die Anzahl der Brückenliganden. Es bedeutet 3. Der griechische Buchstabe (μ) „mü“ weist auf Brückenliganden hin. μ-carbonyl: Die Art der Brückenliganden ist Carbonyl CO. Hexacarbonyl: 6 nicht brückenbildende Liganden Carbonyl CO. Dieisen: zwei Eisen – Zentralatome. Anmerkung: Die Zahl der Brückenliganden wird mit Bis (zwei), Tris (drei), Tetrakis (vier), Pentakis (fünf) usw. bezeichnet.

Das war es auch schon wieder für heute. Ich hoffe, ich konnte euch helfen.

Alles Gute und viel Erfolg! Tschüs Euer André

8 Kommentare
  1. Chemie 5 Klasse fehlt

    Von Malik Ghazi, vor mehr als einem Jahr
  2. Hallo aufwachen war genau im richtigen Moment!

    Von Alexandra B., vor mehr als einem Jahr
  3. Auf sinnstiftende, höfliche und sachliche Anfragen reagiere ich umgehend.
    A. O.

    Von André Otto, vor mehr als 2 Jahren
  4. Chemie 5.klasse fehlt

    Von Zindi47, vor mehr als 2 Jahren
  5. Chemi 5.klasse?

    Von Zindi47, vor mehr als 2 Jahren
  1. Chemie keine 5 . Klasse

    Von Zindi47, vor mehr als 2 Jahren
  2. super erklärt

    Von Chris M., vor mehr als 3 Jahren
  3. Sehr gut erklärt nun hab ich das verstanden :-), nun mus ich nur noch die "Vokabeln" lernen. Gar nicht so schwer wenn man das Prinzip verstanden hat.

    Von Blandina Heinermann, vor etwa 4 Jahren
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Nomenklatur von Komplexen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Nomenklatur von Komplexen kannst du es wiederholen und üben.

  • Benenne nachfolgende Zentralatome mit lateinischem Namen.

    Tipps

    Die Elementsymbole der Metalle im Periodensystem geben dir einen Anhaltspunkt über den lateinischen Namen.

    Lösung

    Komplexverbindungen bestehen aus einem oder mehreren Zentralatomen (Lewis-Säuren) und den Liganden (Lewis-Basen), welche die Ligandenhülle bilden. Die chemische Bindung in Komplexen wird als koordinative Bindung bezeichnet.

    Die Zentralatome (violett) bzw. Zentralionen sind Metalle bzw. Metall-Ionen (meist Übergangsmetalle z.B. Kupfer-Cu, Nickel-Ni oder Cobalt-Co) mit freien Koordinationsstellen (Lewis-Säuren), d.h. leeren Orbitalen. In diese leeren Orbitale können die Liganden über die freien Elektronenpaare an den Donoratomen Elektronendichte donieren, wodurch die koordinative Bindung zustande kommt.

    Sind die Komplexverbindungen anionisch, dann werden die enthaltenen Metallionen lateinisch bezeichnet und erhalten die Endung -at. Daher ist es wichtig, zu den Metallen auch den lateinischen Namen zu kennen.

    Beispiel: $[Cu(CN)_2]^{-1}$ : Dicyanidocuprat(I)

  • Erkläre die Grundlagen der Nomenklatur der Komplexverbindungen.

    Tipps

    Der Cyclopentadienyl-Ligand im Ferrocen ist pentahapto gebunden.

    Komplexe Anionen enthalten als Wortstamm die lateinische Bezeichnung des Zentralatoms sowie die Endung -at.

    Lösung

    Die Haptizität eines Liganden beschreibt die Anzahl der donierenden Haftatome eines Liganden, d.h. die Anzahl der direkt an das Zentralatom gebundenen Atome des Liganden. In der Literatur findet man auch die Bezeichnung mehrzähniger Ligand. Zum Beispiel ist das Ethylendiamin (siehe nebenstehende Abbildung) ein zweizähniger- bzw. ein $\eta^2$ (gesprochen: dihapto)-Ligand, weil durch einen Liganden zwei freie Koordinationsstellen besetzt werden können.

    Brückenliganden werden mithilfe des Buchstaben $\mu$ gekennzeichnet. Dabei handelt es sich um Liganden, die über mindestens ein Donoratom ($\mu$) zwei Metallzentren verbrücken. Beispielsweise besitzt der Carbonyl-Ligand zwei Donoratome, mit denen er an Metallzentren koordinieren kann.

    Komplexe Kationen entstehen, wenn nach Komplexierung der Liganden der Komplex eine positive Gesamtladung besitzt.

    Komplexe Anionen haben in ihrem Wortstamm die lateinische Bezeichnung des Zentralatoms plus die Endung -at.

    Neutralkomplexe besitzen nach außen keine Ladung. Aus den gewählten Beispielen ist der Hexaaquaeisen(II)-Komplex kationisch, da Wasser (aqua) ein Neutralligand ist und Eisen als zweiwertiges Kation vorliegt. Damit berechnet sich die nach außen wirkende Ladung zu: $q~=~(6\times 0)~+~2~=~+2$.

  • Bestimme die Struktur von Bis($\mu$-carbonyl)dicyanato-bis($\eta^~5$ -cyclopentadienyl)-dieisen(II).

    Tipps

    Das Ferrocen besitz ebenfalls die Einheit bis($\eta^~5$-cyclopentadienyl) im Namen nach IUPAC.

    Das Cyanat-Ion ist das Säurerest-Ion der Cyansäure.

    Cyanat bindet über den Sauerstoff, Isocyanat über den Stickstoff.

    Lösung

    Das gesuchte Molekül ist eine Vorstufe aus der Ferrocen-Synthese. Durch Umsetzen mit elementarem Natrium (starkes Reduktionsmittel) und anschließender Zugabe von Monobromcyclopentadien unter Erhitzen, bilden sich zwei Moleküle Ferrocen.

    Welche Informationen der Name über die Struktur geben kann, ist in nachfolgender Liste aufgezählt:

    1. Bis($\mu$-carbonyl)-: zwei verbrückende Carbonyl-Liganden, die über ein Atom zwei Metallzentren miteinander verknüpfen.
    2. dicyanato-: zwei Cyanat-Ionen ($^-OCN$) als Liganden (bindend über das O-Atom).
    3. bis($\eta^5$-cyclopentadienyl)-: zwei Cyclopentadienyl-Ringe (s. Abb.), die über alle fünf C-Atome Elektronendichte donieren.
    4. dieisen(II): Neutralkomplex bzw. kationischer Komplex.
    Der $OCN^-$ Ligand ist ein ambidentes Anion, d.h. dieses Anion kann entweder über das Sauerstoff-Atom binden (Bezeichnung: cyanat) oder über das Stickstoff-Atom (Bezeichnung: isocyanat).

  • Benenne nachfolgende Komplexverbindungen.

    Tipps

    Bedenke, dass z.B. $NaCl$ ein Salz ist.

    Beim Natriumchlorid ist das Chlorid-Ion das Anion. Anionen haben immer eine markante Endung.

    Lösung

    Die Verbindungen der Aufgabe sind alle Salze mit komplexem Anion. Diese können mittels nachfolgendem Schema systematisch benannt werden.

    1. Name des Kations (z.B. Natrium, Magnesium, Kupfer, ...)
    2. Anzahl der Liganden (griech. Zahlwörter: di, tri, tetra, penta, hexa, hepta)
    3. Name des Liganden (z.B. chlorido, nitrosyl, carbonyl, aqua, ammin)
    4. Kennzeichnung des Zentralions + Endung -at (lat. Bezeichnung des Zentralatoms, z.B. Blei: plumbat, Eisen: ferrat, Gold: aurum)
    5. Oxidationszahl des Zentralions
    Die Oxidationszahl ist die Ionenladung des Zentralatoms innerhalb des Komplexes. Da es sich bei allen Verbindungen um Salze handelt, muss die Summe aller Ladungen Null ergeben. Zum Beispiel für $Na\left[ Al(OH) _4\right]$ gilt:

    • $0 = (1 \times +1)_{Na^+} + (4 \times -1)_{OH^-} + (1\times x)_{Al^x} \rightarrow x = +3$
  • Identifiziere die Ladung nachfolgender Komplexe.

    Tipps

    Der Nitrosyl-Ligand hat die Ladung $\pm$0.

    Bei einem neutralen Komplex ist die Summe aller Ladungen Null.

    Die Komplexverbindung $\left[ Hg^{+II}I_4\right]^n$ ist ein komplexes Anion mit $n~=~-2$.

    Lösung

    Da Zentralteilchen und Liganden Ionen sein können, ergibt sich die Gesamtladung aus der Summe der Ladung des Zentralions und der Liganden.

    $\begin{array}{c c c c c c} \\ Komplex & Ladung~Zentralion & + & Ladung~Liganden & = & n \\ \hline \left[Ti^{+III}(NO)_2Cl_4\right]^n & +3 & + & (2\times 0)~+~(4 \times -1) & = & -1 \\ \left[Al^{+III}OH\left( H_2O\right)_5\right]^n & +3 & + & -1~+~(5 \times 0) & = & +2 \\ \left[Pt^{+II}Cl_2\left( NH_3\right)_2\right]^n & +2 & + & (2 \times -1)~+~(2 \times 0) & = & \pm 0 \\ \end{array}$

    Die Ladung des Komplexes zu kennen ist notwendig, um ihn richtig zu benennen.

    Bei komplexen Anionen bildet sich der Name zusammen aus:

    • Name des Kations (z.B. Natrium)
    • Anzahl der Liganden (z.B. di, tetra, hepta)
    • Name des Liganden (z.B. oxo, nitrosyl, aqua)
    • Kennzeichnung des Zentralatoms (z.B. cuprum, ferrat, plumbum)
    • Oxidationszahl des Zentralatoms (z.B. $\pm$0, +3).
    Bei komplexen Kationen und Neutralkomplexen setzt sich der Name zusammen aus:
    • Anzahl der Liganden (z.B. tris, penta, undeca)
    • Name des Liganden (z.B. amin, carbonyl, cyanato)
    • Name des Zentralions (z.B. Eisen, Blei, Kupfer)
    • Oxidationszahl des Zentralions (z.B. +1, +2)
    • Name des Anions (z.B. Sulfat, Chlorid).

  • Bestimme die Namen nachfolgender Komplexverbindungen.

    Tipps

    Die oberste Verbindung ist ein Metallocen.

    Der Neutralkomplex $\left[ Cu(H_2O)_4Cl_2 \right]$ heißt: Tetraaqua-dichlorido-kupfer(II).

    Lösung

    Die dargestellten drei Komplexe sind alle kationische bzw. Neutral-Komplexe, deren Wortstämme sich aus dem Namen des Zentralatoms ableiten lassen (z.B. Eisen-Ion oder Mangan-Ion), die mehrere unterschiedliche Liganden besitzen.

    Die erste Verbindung gehört in die Klasse der Metallocene, die beiden anderen Komplexverbidnungen sind typische oktaedrische (s. Abb.) Komplexe.

    Besitzt ein Komplex mehrere Liganden, so werden immer zuerst die Neutralliganden im Namen erwähnt (z.B. carbonyl, nitrosyl oder aqua), danach werden die geladenen Ionen in alphabetischer Reihenfolge benannt.

    Das komplexe Anion $\left[ Cu(CO)_2Cl_2F_4\right]^{4-}$ wird zum Beispiel folgendermaßen benannt:

    • Dicarbonyl-dichlorido-tetrafluorido-cuprat(II)-Ion.