Komplexe
Komplexverbindungen (kurz: Komplexe) werden auch als Koordinationsverbindungen bezeichnet. Der Chemiker Alfred Werner fasste 1892 wichtige Zusammenhänge zum Aufbau von Komplexen zusammen. Die Komplexeinheit wird in eckigen Klammern geschrieben. Diese stehen hier nicht für Konzentrationsklammern. Der Komplex besteht aus einem Zentralatom M und den Liganden L. Als Liganden können neutrale Moleküle, z.B. Wasser (H2O) oder Ammoniak (NH3), oder Anionen, z.B. Chloridionen (Cl-) oder Hydroxidionen (OH-), an das Zentralatom M koordinieren (= binden). Die Koordination erfolgt über ein freies Elektronenpaar des Liganden. In Abbildung 1 ist der allgemeine Aufbau eines Komplexes dargestellt:
Die Bindung zwischen Zentralatom und Ligand wird als koordinative Bindung bezeichnet und ist eine spezielle Form der kovalenten Bindung. Das Zentralatom fungiert dabei als Lewis-Säure (= Elektronenpaarakzeptor) und der Ligand als Lewis-Base (= Elektronenpaarlieferant).
Merke
Merke: Lewis-Säuren sind Elektronenpaarakzeptoren; Lewis-Basen sind Elektronenpaarlieferanten (- donatoren).
Man unterscheidet zwischen folgenden Komplexen: Komplex-Kation, Komplex-Anion und Neutral-Komplex. Das Zentralatom M trägt in der Regel eine positive formale Ladung. Binden ungeladene Liganden an so ein Zentralatom, bleibt die positive Ladung erhalten. Es entsteht ein Komplex-Kation, z.B. [Cu(NH3)4]2+ (Tetraamminkupfer(II)-Komplex). Durch negative Gegenionen erhält man ein Komplex-Salz, z.B. [Cu(NH3)4]SO4 (Tetraamminkupfer(II)-sulfat). Dabei ist darauf zu achten, dass das Gegenion nicht mit in die eckigen Klammern geschrieben wird. So wird die „innere Sphäre“ (= Komplex in eckigen Klammern) von der „äußeren Sphäre“ (= Gegenion) getrennt.
Ist die Summe der Ladungen aus Zentralatom und Liganden Null, wird der Komplex als Neutral-Komplex bezeichnet. Übersteigt jedoch die Summe der negativen Ladungen der Liganden die positive Ladung des Zentralatoms, dann liegt ein Anionen-Komplex vor, z.B. [Cu(CN)4]3- (Tetracyanocuprat(I)-Komplex). Durch positive Gegenionen entsteht ein Komplex-Salz, z.B. K3[Cu(CN)4] (Kalium-tetracyanocuprat(I)). Auch hier ist wieder darauf zu achten, dass das Gegenion nicht mit in die eckigen Klammern geschrieben wird.
Merke
Merke: Das Zentralatom M trägt i.d.R. eine positive Ladung. Liganden können neutral sein oder eine negative Ladung tragen. Somit können Komplex-Kationen, Komplex-Anionen sowie Neutral-Komplexe entstehen. Durch Ausgleichen der Ladung durch Gegenionen entstehen Komplex-Salze.
Die Anzahl der koordinierten Liganden an dem Zentralatom wird als Koordinationszahl (KZ) bezeichnet. Sie ist charakteristisch für das Zentralatom nicht für die Liganden.
Merke
Merke: Die Koordinationszahl (KZ) gibt die Anzahl direkter Bindungen zwischen Zentralatom und Ligand(- en) wieder.
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