Химическая энциклопедия - координационная связь

хим. связь в комплексных соединениях, в к-рых один или неск. атомов образуют большее число связей, чем допускает высшая формальная валентность этих атомов. Различают двухцентровые (донорно-акцепторные) и многоцентровые К. с. К первым относят связи, образование к-рых (формирование заполненной двумя электронами связывающей двухцентровой мол. орбитали) можно описать как передачу электронной пары, локализованной на одном из атомных центров лиганда (донора), на своб. орбиталь атома-комплексообразователя (акцептора). Такие К. с. способны образовывать атомы как непереходных, так и переходных элементов, но более характерны они для последних, т. к. их вакантные d- и f-орбитали имеют низко расположенные энергетич. уровни, что облегчает акцептирование электронных пар с валентных орбиталей лиганда. Примеры двухцентровых К. с.-связи ВЧN в боразане (ф-ла I), связи FeЧС, TiЧО, СоЧN в комплексных ионах

[Fe(CN)6]^4-, [Ti(H2O)6]³⁺, [Co(NH3)6]³⁺. Природа таких связей не отличается от природы обычной полярной ковалентной связи (см. Химическая связь). Различны лишь способы их образования. В случае К. с. электронная пара связи поставляется одним из взаимодействующих центров (лигандом). Ковалентная связь формируется валентными электронами обоих взаимодействующих центров. Однотипность этих видов хим. связи наглядно проявляется, напр., в том, что образование новой связи NЧН в ионе аммония NH4⁺ при протонировании аммиака можно рассматривать как возникновение К. с. К координационным должны быть причислены и т. наз. семиполярные связи типа , образование к-рых обычно описывают как предварит, перенос одного электрона от донора к акцептору с послед. спариванием неподеленных электронов и формированием общей связывающей орбитали. Частный случай К. с. водородная связь. В случае многоцентровой К. с. результирующая мол. орбиталь делокализована. Примеры многоцентровых К. с.-трехцентровые мостиковые связи ВЧНЧВ в боранах, МЧСlЧМ в кристаллах и ассоциатах галогенидов металлов:

Особенно важное значение имеют многоцентровые К. с., образуемые лигандами с сопряженными системами p-связей. Координационные соед. с К. с. данного типа относят к я-комплексам. Отличит, особенность этих соед.: связь атома-комплексообразователя с лигандом осуществляется не с одним, а сразу с неск. атомными центрами. Примеры p-комплексов ферроцен (ф-ла II), h¹, h⁵- бис -(циклопентадиенил)железодикарбонил (III).

При образовании К. с. с лигандами, имеющими энергетически низко расположенные вакантные p-орбитали (СО, CN^-, нек-рые циклы с сопряженными связями), важную роль играют дополнит. донорно-акцепторные связи p-типа (см. Кратные связи), в к-рых p-орбитали лиганда заселяются электронной парой с p-орбитали центр, атома -т. наз. дативные связи. Такие связи реализуются в комплексе ф-лы III. Образование К. с. при координации сопряженных соед. на атоме металла ведет к значит. поляризации связей лиганда и их активации по отношению к нуклеоф. агентам. Этим определяется существо металлокомплексного катализа, позволяющего резко повысить реакц. способность мало реакционноспособных олефинов, связей СЧН и др. Во многих орг. р-циях промежут. образование соединений с К. с., напр. p-комплекса (IV) при электроф. присоединении, также является важной стадией механизма р-ции:

Многообразие типов К. с. обусловливает разнообразие структурных типов молекул координационных соед., а также кристаллич. структур твердых тел. Лучший способ описания К. с. и строения координационных соед. метод мол. орбиталей. Однако полные расчеты таких соед. сопряжены нередко с большими вычислит. трудностями. Поэтому для объяснения и предсказания св-в координационных соед. во многих случаях целесообразно использовать методы, основанные на более простых физ. моделях. К последним относятся теории кристаллич. поля и поля лигандов. Лит.: Минкин В. И., Симкин Б. Я., Миняев Р. М., Теория строения молекул, М., 1979; Берсукер И. Б., Электронное строение и свойства координационных соединений, 3 изд., Л., 1986. В. И. Минкин.

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия

Под ред. И. Л. Кнунянца

1988