Biologie und Chemie für Schülerinnen und Schüler am Gymnasium

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2. Der Aufbau und die Nomenklatur von Komplexverbindungen

verschiedene Salze in einem Chemikalienschrank In diesem Kapitel möchte ich auf die komplexen Salze eingehen.

Wie jedes Salz (oder Ionensubstanz – sie bestehen aus Ionen) sind auch Komplexverbindungen aus Ionen aufgebaut. Sie bestehen aus Kationen und Anionen. Dabei ist zu unterscheiden zwischen dem komplexen Ion und dem Gegen-Ion.

Es werden zwei Gruppen unterschieden:

  1. Gruppe 1: Komplexes Kation und einfaches Anion.
  2. Gruppe 2: Einfaches Kation und komplexes Anion.

Gemeinsam für beide Gruppen komplexer Ionen ist ihr Grundaufbau. Jedes komplexe Ion besteht aus einem Zentralion oder Zentralatom (steht im Zentrum der Verbindung) und einem Ligand (ist an dieses Zentrum gebunden).

Zentralatome oder Zentralionen sind meist Metallteilchen, oft von Nebengruppenelementen.

Liganden sind oft Moleküle mit einem negativen Ladungsschwerpunkt, da die Metall-Ionen positiv geladen sind.

So ziehen sich die Zentralionen, die positiv geladen sind mit den Liganden, die einen oder mehrere Ladungsschwerpunkte haben, an.

Ich zeige den Aufbau eines komplexen Ions nun am Beispiel des Tetraamminkupfer(II)-Ions:
Das Zentralion ist ein Kupfer(II)-Ion und die Liganden sind Ammoniakmoleküle (ammin), und zwar vier (tetra). Die so genannte Koordinationszahl gibt an, wie viele Liganden an ein Zentralatom oder Zentralion gebunden sind. Man erkennt das komplexe Ion in der chemischen Formel immer daran, dass es in einer eckigen Klammer steht.

Die komplexen Teilchen folgen in ihrem Aufbau einer bestimmten geometrischen Struktur, daher werden sie auch als Koordinationsverbingen bezeichnet. Das bedeutet also, dass die Liganden koordiniert um das Zentralteilchen gelagert sind. So gibt man für komplexe Teilchen mit der Koordinationszahl 4 zum Beispiel die Tetraederstruktur (das ist ein Körper, der aus vier gleich großen Dreiecken besteht) an. An den vier Ecken des Tetraeders stellen wir uns die vier Liganden vor und in der Mitte des Tetraeders liegt das Zentralteilchen. Denkbar für die Koordinationszahl vier ist auch die quadratisch - planare Struktur.

Ist die Koordinationszahl acht, dann ergibt sich die Anordnung der Liganden in einem Oktaeder. Das sind zwei Pyramiden mit je vier gleich großen Dreiecken übereinander.

In der nachfolgenden Tabelle habe ich Beispiele für die Gruppe 1, für Verbindungen, die aus einem komplexen Kation und einem einfachen Anion (Gegen-Ion) besteht, mit ihren Namen dargestellt.

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Formel des komplexen SalzesName des komplexen Salzes
Komplexes Kation und einfaches Anion
[Cu(NH3)4]SO4 Cu = Zentral-Ion, Kupfer (II)-Ion, Ladung: Cu2+
NH3 = Liganden, Ammoniak-Moleküle („ammin“)
4 = Koordinationszahl, sie gibt die Anzahl der Liganden an
SO4 = das Gegen-Ion das Sulfat-Ion, Ladung: SO42-
Tetraamminkupfer(II)-sulfat
[Ag(NH3)2]Cl Diamminsilber(I)-chlorid
[Fe(H2O)6]SO4 Hexaaquaeisen(II)-sulfat
[Al(H2O)6]Cl3 Hexaaquaaluminium(III)-chlorid
[Zn(NH3)4]SO4 Tetraamminzink(II)-sulfat
[Co(NH3)6]Cl3 Hexaammincobalt(III)-chlorid
[CoCl2(H2O)4]Cl Teraaquadichloridocobalt(III)-chlorid
In dieser Verbindung kommen zwei Arten von Liganden vor: vier Wassermoleküle und zwei Chlorid-Ionen

In der nun folgenden Tabelle habe ich Beispiele für die Gruppe 2, für Verbindungen, die aus einem einfachen Kation (Gegen-Ion) und einem komplexen Anion bestehen, mit ihren Namen dargestellt.

Formel des komplexen SalzesName des komplexen Salzes
Komplexes Kation und einfaches Anion
K2[CuCl4] K2 = das Gegen-Ion das Kalium-Ion, Ladung: K+
Cu = Zentral-Ion, Kupfer (II)-Ion, Ladung: Cu2+
Cl = Liganden, Clorid-Ionen
4 = Koordinationszahl, sie gibt die Anzahl der Liganden an
Kaliumtetrachloridocuprat(II)
Ca[HgI4]Calciumtetraiodidohydragyrat(II)
Na2[Co(SCN)4] Natriumtetrathiocyanatocobaltat(II)
K3[AgF4] Kaliumtetrafluoridoargentat(I)
K4[Fe(CN)6] Kaliumhexacyanidoferrat(II)
K3[Fe(CN)6] Kaliumhexacyanidoferrat(III)
K[Au(CN)2] Kaliumdicyanidoaurat(I)
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Merksatz

Komplexe Salze bestehen entweder aus einfachem Kation und komplexem Anion oder aus komplexem Kation und einfachem Anion.

Lesen Sie hier weiter, in Stoffe komplexer Natur
Punkt 3 Nomenklaturregeln für Komplexverbindungen