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Nomenklatur von Komplexverbindungen:

Allgemeines:
Eine Komplexverbindung besteht aus einem zentralen Metall-Kation, an das mehrere Anionen und/oder neutrale Moleküle gebunden sind (die Zahl der Moleküle/Ionen (= Liganden) um das Metall-Kation wird durch die Koordinationszahl angegeben).
Der Beginn der Komplexchemie lässt sich auf den Schweizer Alfred Werner zurückführen.
 

Komplexverbindungen:
Bei Komplexverbindungen sind Moleküle/Ionen  in einer ersten Koordinationssphäre (sogenannte innere Sphäre) um das zentrale Kation angeordnet. Die Ladung dieser Koordinationseinheit (Zentralatom + Liganden) ist gleich der Summe der Ladungen der einzelnen Bestandteile. Diese Komplexionen können zusammen mit anderen Anionen (wenn die Koordinationseinheit positive geladen ist) oder Kationen (wenn die Koordinationseinheit negativ geladen ist) Salze bilden. Derartige Salze mit Komplexionen nennt man Komplexsalze. 
 

Formelschreibweise von Komplexverbindungen:
In der ersten Koordinationsphäre schreibt man zuerst das Zentralion, dann folgen die Liganden (zuerst die anionischen, dann die neutralen Liganden geschrieben, jeweils in alphabetischer Reihenfolge, wobei das mit dem Zentralion verbundene Atom die Reihenfolge bestimmt (wichtig ist das Atomsymbol: Stickstoff[N] vor Sauerstoff [O]). Die erste Koordinationseinheit wird von eckigen Klammern umschlossen (=> zusammengehörige Einheit). Anschließend fügt man das Kation bzw. Anion (zweite Koordinationsphäre) zur ersten hinzu. Dabei gilt: Das Anion schreibt man hinter die eckigen Klammern der ersten Sphäre, das Kation vor die Koordinationseinheit.
 

Beispiel:

Das Zentralion Fe2+ hat die Koordinationszahl, diese bildet mit den Anionen (Liganden)  CN die erste Sphäre. Anschließend wird mit dem Kation K+ ein Komplexsalz gebildet.

1. Koordinationsphäre: man schreibt das Zentralion:  Fe, anschließend die Liganden (Anionen). Man benötigt 6 CN-Liganden um das Zentralion. Da es sich beim CN um ein komplexes Ion handelt (mehr als zwei Atomsorten), muss eine Klammer gesetzt werden: Fe(CN)6

Um zu verdeutlichen, dass nun die erste Koordinationsphäre abgeschlossen ist, setzt man diese in eckige Klammern [Fe(CN)6]. Nun muss nur noch die Gesamtladung der ersten Spähre bestimmt werden, das Zentralion ist zweifach positive geladen, ein Ligand ist einfach negativ geladen, somit ist die Koordinationseinheit vierfach negative geladen (2-6 =-4).

Ergebnis: 1. Koordinationsphäre:[Fe(CN)6]4-

2. Koordinationsphäre: Da Salze i.d.R neutral geladen sind, bestimmt man erst einmal die Zahl der Ionen, die man benötigt.
Die Koordinattionsphäre ist vierfach negativ geladen, das Kalium-Kation ist einfach positiv geladen. Damit das resultierende Salz neutral geladen ist, benötigt man vier Kalium-Kationen (-4  +  4·(+1) = 0). Im Kapitel "Salze" auf Lernort-Mint.de wurde erklärt, dass bei Salzen zuerst das Kation, dann das Anion geschrieben wird, das gilt auch bei Komplexsalzen, also wird das Kalium-Kation vor dem Komplexanion geschrieben.

Ergebnis: K4[Fe(CN)6]
 

Nomenklatur von Komplexverbindungen:
Wie bei den Salzen gibt man zur systematischen Bezeichnung von Komplexverbindungen zuerst den Namen des Kations und dann den Namen des Anions an.

  • Zentralion: Ist der Komplex (1. Koordinationsphäre) neutral oder positiv geladen, wird der Name laut PSE (deutsche Bezeichnung) verwendet. In einem komplexen Anion erhält das Zentralion (mit lateinischem Wortstamm -> nicht PSE-Name) die Endung -at. 
          Blei = plumbum -> plumbat
          Eisen = ferrum -> ferrat
          Gold = aurum -> aurat
          Kupfer = cuprum -> cuprat
          Nickel = niccolum -> niccolat
          Quecksilber = mercurium -> mercurat
          Silber = argentum -> argentat
          Zink = zincum -> zincat
          Zinn = stannum -> stannat
          Antimon = stibium -> antimonat (Ausnahme!)

Die formale Ladung des Zentralions (= Oxidationszahl) wird anschlißend durch eine in runde Klammern gesetzte römische Zahl angegeben und dem Namen der Koordinationseinheit (Der Name der Koordinationseinheit wird in einem Wort geschrieben) nachgestellt.

  • Liganden: Die Liganden werden in alphabetischer Folge ohne Berücksichtigung der Zahlwörter (griechisch: di, tri, tetra, penta, hexa u.s.w.) geschrieben (und zwar vor dem Zentralatom). Wichtige Liganden sind:
          F = fluoro
          Cl = chloro
          Br = bromo
           I = iodo
          O2 = oxo
          OH = hydroxo
          CN = cyano
          SCN = thiocyanato
          S2 = thio
          SO42 = sulfato
          S2O32 = thiosulfato
          CO32 = carbonato

Beispiel: K4[Fe(CN)6]

Bei diesem Komplexsalz wird zuerst das Kation genannt, also Kalium. Anschliend wird die erste Koordinationsphäre benannt. Da es sich um ein Anion handelt, muss das Zentralion Eisen die entsprechende Endung bekommen -> ferrat. Da nur ein Ligand vorhanden ist, muss keine alphabetische Sortierung erfolgen. Insgesamt hat das Komplexanion 6 Liganden, 6 -> hexa. Der CN-Ligand wird als cyano bezeichnet. Das  Zentralatom ist zweifach positive geladen, also wird am Ende dies mit Hilfe einer römisch zwei (II) angegeben. Nun kann man alles zusammensetzen:

Ergebnis: Kaliumhexacyanoferrat(II)
 

Bindung in Komplexverbindungen:
Hauptsächlich werden die einzelnen Bestandtteile der Komplexverbindung durch elektrostatische Anziehungskräfte zusammengehalten. Je nach Art des Liganden erfolgt die Bindung durch eine Ion-Ion-Wechselwirkung oder durch eine Ion-Dipol-Wechselwirkung.

Es können aber auch andere Bindungstypen als "ionische Bindung" auftreten: Zwischen einzelnen Liganden und Zentralion können nämlich auch kovalente Bindungen (gegenseitige Überlappung von Orbitalen der Liganden und des Zentralions) möglich sein. Die Bildung kovalenter Bindungen kommt besonders häufig in Cyanokomplexen vor.

Die Zentralionen erreichen dabei meist eine bestimmte, charakteristische Koordinationszahl. Häufig auftretende Koordinationszahlen sind 2, 4, 6 und 8. Die Koordinationszahl wird dabei hauptsächlich durch das Größenverhältnis des Zentralions zu den Liganden und durch die Ladung des Zentralions bestimmt.


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Weiterführende Informationen auf Lernort-mint.de


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