IV. Получение и реакции координационных соединений

Получение химических соединений всегда являлось наиболее важной частью химии. Исследования в химической промышленности направлены главным образом на синтез новых и полезных материалов. Получение новых соединений - прекрасный путь накопления знаний по химии. В гл. I описано, как синтез первых координационных соединений привел к развитию концепций и теорий, которые имеют в настоящее время большую ценность. Недавно полученный XeF4 является другим примером синтеза, который привел к огромному числу исследований как в синтетической, так и в теоретической химии.

Для удобства координационные соединения металлов делят на две группы: 1) вернеровские комплексы и 2) карбонилы металлов и металлоорганические соединения. По этой классификации все комплексы, не имеющие связи металл - углерод, а также все цианиды металлов попадают в первую группу. Комплексы этой группы часто используют при качественном анализе ионов металлов. Вторая группа включает соединения, молекула которых содержит по крайней мере одну связь металл - углерод. В отличие от соединений первой группы, которые имеют обычные для солей свойства, члены второй группы, в основном являются веществами с ковалентными связями. Так, они растворяются в неполярных растворителях и имеют сравнительно низкие температуры плавления и кипения. В этот класс включены карбонилы металлов и другие комплексы, имеющие связь металл - углерод, металлоорганические соединения, например Hg(C₂H₅)₂, K[Pt(C₂H₄)Cl₃] и Fe(C₅H₅)₂.

Для получения комплексов металлов можно применять различные, но взаимосвязанные экспериментальные методы. Некоторые из них описаны ниже и для каждого даны конкретные примеры. Выбор метода зависит от рассматриваемой системы, и не все методы могут быть использованы для синтеза того или другого соединения. Найти реакцию, по которой можно получить нужное соединение с хорошим выходом,- только начало. Далее нужно найти подходящий способ выделения продукта из реакционной смеси. С этой целью для соединений первой группы обычно применяют кристаллизацию. Среди большого числа пригодных методик наиболее часто используют следующие:

1. Выпаривание растворителя и охлаждение концентрированной реакционной смеси в бане со льдом и солью. Добавление кристаллика получаемого соединения в качестве затравки и трение палочкой о внутреннюю стенку стакана ниже уровня жидкости часто помогают вызвать кристаллизацию.
2. Медленное добавление растворителя, смешивающегося с растворителем реакционной смеси, но не растворяющего соединение. Чтобы вызвать осаждение продукта из смеси растворителей, в которой он нерастворим, можно использовать охлаждение, трение палочкой, добавление затравки.
3. Если получаемый комплекс - катион, то его можно выделить добавлением соответствующего аниона, с которым он образует нерастворимую соль. Для осаждения анионного комплекса в реакционную смесь можно добавить подходящий катион.

Соединения второй группы иногда также можно выделить теми же методами. Кроме того, их можно собрать и очистить перегонкой, возгонкой и хроматографически.