Chemistry at Home Chemie einfach erklärt. Bei den Komplexen und damit auch der Nomenklatur der Komplexe handelt es sich um eine fortgeschrittene Thematik in der Chemie, welche erst in der Oberstufe bzw. Sekundarstufe 2 unterrichtet wird. Im Video werden möglichst alle Inhalte für die Oberstufe zusammengefasst, jedoch umfasst das nicht die vollständige Benennung der Komplexe, wie sie z.B.
in einigen Vorlesungen an der Universität benötigt wird. Wir beginnen ganz einfach mit Definitionen und Begrifflichkeiten. So handelt es sich, wenn man von einem Komplex spricht, um die sogenannte Teilchen-Ebene, wohingegen es sich um die Komplexverbindung handelt, sobald man sich in der Stoff-Ebene befindet. Eine weitere wichtige Begrifflichkeit ist die Koordinationseinheit. Diese beschreibt alles, was in eckigen Klammern in einer Summenformel zu finden ist.
Dafür betrachten wir einfach mal direkt ein Beispiel für einen Komplex. Eckige Klammern sollte man bisher noch nicht gesehen haben. Bei dem in Klammern en handelt es sich um eine Abkürzung, auf die wir gleich weiter eingehen werden. Wir gehen die Formel noch einmal Schritt für Schritt durch.
Die eckigen Klammern geben an, was alles in der Summenformel zur Koordinationseinheit gehört. Das heißt, es gibt auch Summenformeln, bei denen die Koordinationseinheit nur ein Teil des Ganzen ist. Am Anfang der Koordinationseinheit steht immer das Zentralteilchen. Bei diesem handelt es sich ausschließlich um ein Metallatom oder Metallion. Und das Zentralteilchen hat die Rolle eines Elektronenakzeptors inne.
Hier ist das Zentralteilchen folglich Kobold. Danach muss man die grün markierten Formelabschnitte behandeln. Es handelt sich dabei um die sogenannten Liganden, welche dann entsprechend auch die Rolle der Elektronendonatoren in der koordinativen Bindung einnehmen. und jeweils ein Elektronenpaar pro Bindung zur Verfügung stellen.
Die Leganden werden im Komplex alphabetisch geordnet, wobei man aber eigentlich berücksichtigen muss, welches der Atome im Leganden das Elektronenpaar zur Verfügung stellt und dieses an die erste Position stellen. Bei Wasser wäre das das Sauerstoffatom, deswegen wäre streng genommen der Legand OH2 und nicht H2O und damit alphabetisch bei O und nicht bei H einzuordnen. Man muss aber wohl damit leben, dass diese Regel nicht streng eingehalten wird und man fast ausschließlich H2O findet, weswegen wir das auch mal so lassen.
Darüber hinaus finden wir nach den Liganten einen Index, sobald dieser größer als 1 ist. Hierbei handelt es sich einfach um die Angabe, wie oft der Ligant im Verhältnis in dem betrachteten Komplex vorkommt. Eine Besonderheit gibt es hier bei der Benennung noch zu berücksichtigen. So muss man bei einigen bestimmten Liganten und allen organischen Liganten anstelle der Standardzahlenpräfixe wie di-, tri- oder tetra-, griechische Zahlenpräfixe wie bis-, tris- oder auch tetrakis verwenden und die organischen Leganten in runde Klammern in der Nomenklatur schreiben.
Als kleine Hilfe, bei den organischen Leganten handelt es sich immer um Verbindungen mit mehreren Kohlenstoffatomen in der Formel. Abschließend finden wir außerhalb der eckigen Klammer noch die Ladung des Komplexes. In diesem Beispiel ist die Ladung positiv und ergibt sich aus den Oxidationszahlen des Zentralteilchens und der beteiligten Leganden. So weisen die Leganden En für Ethylendiamin und Wasser keine Ladung auf.
Deswegen muss Kobalt die Oxidationszahl plus 2 haben, damit der Komplex die Gesamtladung von eben plus 2 aufweisen kann. Darüber hinaus kann der Komplex keine Ladung tragen oder auch negativ geladen sein. Dann wollen wir das Beispiel direkt benennen.
Bei der Benennung beginnt man immer mit den Liganden. Hier liegen zwei Stück vor, und zwar Ethylendiamin und Wasser, welches wir in der Benennung als Aqua bezeichnen. Da A vor E im Alphabet kommt, müssen wir mit dem Wasser als Liganden beginnen.
Darüber hinaus dürfen wir den Index nicht vergessen. Wir beginnen also damit, den Komplex als D-Aqua zu bezeichnen. Der zweite Ligand hat auch eine 2 im Index. Hier gilt es aber zu berücksichtigen, dass es sich um einen organischen Leganden handelt. Dies sieht man eigentlich immer direkt dadurch, dass nur kleine Buchstaben in der Klammer angegeben sind und dies ja mit den Elementen aus dem Periodensystem der Elemente nicht möglich wäre.
Da es sich also um einen organischen Leganden handelt, muss man den griechischen Präfix für 2 verwenden und erweitert die Benennung auf di-aqua-bis in Klammern ethylen-diamin. Mithilfe der Ladung des Komplexes und dem Wissen über die Ladungen der Liganden kann man die Oxidationszahl des Zentralteilchens bestimmen. In diesem Fall sind alle Liganden neutral geladen, weswegen die Oxidationszahl des Kobalts bei plus 2 liegen muss, damit auch der Komplex die zweifach positive Ladung erhält.
Jetzt können wir die Benennung abschließen und haben, dass die Aquabis in Klammern Ethylindiamin Kobalt 2 Ion vorliegen. Wie man an dem Beispiel gut sehen kann. muss jeder Ligand separat bei der Verwendung der Präfixe verwendet werden. So führt ein organischer Ligand nicht dazu, dass alle Liganden mit griechischen Präfixen benannt werden, sondern wirklich nur die organischen Liganden.
Im nächsten Schritt wollen wir ein möglichst allgemeingültiges Vorgehen zur Benennung der Komplexe durchgehen. Beginnen sollte man bei der Benennung eigentlich immer mit den Liganden und dabei berücksichtigen, dass man die alphabetische Reihenfolge einhält. Dafür zählt immer der erste Buchstabe des Leganden und hat nichts mit der Indexzahl und dessen Buchstaben zu tun. Dennoch muss die Indexzahl vor dem Leganden in der Benennung berücksichtigt werden, wenn diese größer als 1 ist und demnach dann also immer, wenn in der Formel eine Indexzahl zu finden ist. Dabei gilt es darüber hinaus zu berücksichtigen, ob es sich um einen organischen Leganden oder nicht handelt, da organische Leganden andere Präfixe erhalten.
Jetzt kommt man zum Zentralteilchen in der Benennung. Dafür muss man aber vorab überprüfen, ob die betrachtete Koordinationseinheit positiv bzw. neutral oder negativ geladen ist. Wenn es sich um eine positive oder neutrale Koordinationseinheit handelt, dann verwendet man einfach den Elementnamen des Zentralteilchens.
Sollte die Koordinationseinheit jedoch negativ geladen sein, benötigt man den latinisierten Elementnamen des Zentralteilchens und die Endung at. Eine Übersicht zu gängigen latinisierten Elementnamen stellen wir auf unserer Homepage Link seht in der Videobeschreibung zur Verfügung. Hinter das Zentralteilchen gehört immer in runde Klammern die Oxidationszahl des Zentralteilchens.
Diese bestimmt man über die Ladungen der Leganden und der Gesamtladung der Koordinationseinheit. Letztlich sind die Koordinationseinheiten oft nur Teil einer Gesamtformel, welche nach dem Schema Cation for Anion aufgebaut ist. Also entsprechende Regeln.
wie bei ganz normalen Salzen. Und es liegen dann sogenannte Komplexsalze vor. Die Komplexionen können sowohl Kationen als auch Anionen sein.
So kommt ein positives Begleition immer vor das negative Komplex-Anion und negative Begleitionen immer hinter das positive Komplex-Kation. Wenn wir noch einmal den Komplex von zuvor ansehen, dann ist diese ja zweifach positiv geladen. Folglich kann man daraus ein neutrales Komplexsalz herstellen.
wenn man das Komplex-Kation mit einem Anion kombiniert. Hier machen wir das mit dem Sulfation, welches ja eine zweifach negative Ladung hat, womit das Komplex Salz nach außen neutral wird. In der Summenformel ist das Sulfat nach dem Komplex-Kation zu finden und in der Benennung folgt dies dem gleichen Schema.
Somit wird auf die Aquabis in Klammern Ethylindiamin Kobalt II Sulfat erweitert. Wir betrachten noch ein zweites Komplexbeispiel zur Nomenklatur. So haben wir als einzigen Liganden cn vorliegen und diesen auch noch viermal.
Damit handelt es sich um ein Tetra-Zianido. Das Zentralteilchen ist Kupfer und die Koordinationseinheit ist dreifach negativ geladen. Deswegen muss man den latinisierten Elementnamen mit der Endung "-at verwenden. Die Benennung wird zu Tetra-Zianido-Kuprat. Die Cyanidoliganten sind jeweils 1-fach negativ geladen und da 4 Stück vorliegen, erhalten wir über diese eine 4-fach negative Ladung. Damit die Koordinationseinheit nach außen eine 3-fach negative Ladung erhält, muss die 4-fach negative Ladung um 1 positiver gemacht werden. Diese positive Ladung kommt vom Kupferatom, welches dadurch die Oxidationszahl plus 1 aufweisen muss. Damit liegt also das Tetra-Cyanidokubrat-1-Ion vor. Wenn wir ein Komplexsalz daraus machen, brauchen wir ein Kation oder mehrere Kationen, um diese mit dem Komplexanion zu kombinieren. Hier werden drei Kaliumkationen benötigt, um das Komplexsalz neutral zu machen. Da die Kationen vor den Anionen in der Benennung kommen, heißt das Komplexsalz Kalium-Tetra-Cyanidokoprat-1. Beim Kalium muss man keine Oxidationszahl angeben, da Kalium eher nur die Oxidationszahl 1 haben kann. Wenn man als Begleition jedoch ein Nebengruppenmetall verwendet, dann muss in der Regel auch davon die Oxidationszahl in runden Klammern hinter diesem in der Benennung angegeben werden. Als letztes Beispiel betrachten wir das Tris-Ethylen-Diamin-Cobalt-3-Ion. Wie bereits erwähnt, gibt es für organische Gruppen, aber auch für Carbonato und Thiosulfato die Regel, andere Präfixe zu verwenden. Eine Übersicht dazu kann man entweder komplett auswendig lernen oder man beschränkt sich auf die Zahlen der organischen Gruppen bis ca. 6. Es ist unwahrscheinlich, dass die Bezeichnungen darüber hinaus benötigt werden und in den allermeisten Fällen ist bei Tris sowieso Schluss, da viele der organischen Leganten mehr zähnig sind, also ein Ligand mit dem Zentralteilchen öfter binden kann. Die wichtigsten Inhalte noch einmal zusammengefasst. Das Vorgehen zur Nomenklatur kann man grob in vier Abschnitte unterteilen. So beginnt man immer die Liganden nach dem Alphabet zu benennen, wobei man auch die Anzahl der Liganden berücksichtigen muss. Danach beschäftigt man sich mit dem Zentralteilchen, woraufhin nur noch die Oxidationszahl in runden Klammern folgt. Falls ein Ion vorliegt, schreibt man dahinter noch Ion oder eben Cation oder Anion. Sollte es sich um ein Komplexsalz handeln, muss man die Benennung damit noch vervollständigen. Was man für die Benennung können sollte, sind die Namen und die Ladungen von einigen Liganten. Auch diese werden wir als Dokument auf unserer Website zum Download anbieten. Unterteilen kann man das Ganze in neutrale Liganten wie Aqua, Amin, Nitroxyl und Carbonyl. Darüber hinaus spielen folgende negative Liganten eine Rolle. Zusätzlich braucht man aber auch noch einige wichtige organische Leganden. Und wie bereits vorab erwähnt, muss man wegen der Komplexanionen die latinisierten Namen einiger Zentralteilchen kennen. Eine große Liste mit dem benötigten Vokabular findet man als Download auf unserer Website. Weitere Chemieinhalte findet ihr unter www.chemistryathome.de. Falls ihr Fragen habt, einfach in den Kommentaren posten. Darüber hinaus freuen wir uns über jeden Like und jedes Feedback, das wir bekommen. Damit ihr keine neuen Inhalte verpasst, abonniert unseren Channel und unterstützt uns damit beim Erstellen von neuen Inhalten.