COMPLEXES, chimie
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Différents cas de coordination
Complexes mononucléaires
Il s'agit des complexes contenant un seul ion métallique central (p = 1 dans la notation MpHqArBs). Si ces complexes comportent un seul coordinat (r ou s = 0), on obtient des complexes simples binaires du type Co(NH3)63 +, AlCl-4, Fe(CN)63-, Cr(CO)6... Dans ces cas, les méthodes classiques de détermination des constantes de stabilité ionique (par exemple : méthode de Bjerrum) s'appliquent aisément.
Chélates
Dans tous les cas, le terme complexe est remplacé par le terme chélate (du grec Khêlê, pince) lorsqu'un coordinat multidenté peut se fixer au métal par deux ou plusieurs « dents » en formant une structure cyclique dont le schéma de la figure explicite seulement quelques possibilités. De tels coordinats sont des agents chélatants. A. Werner (1901), puis H. Ley (1904) avaient déjà mentionné l'existence de certains « complexes internes » du platine et du cuivre et reconnu leur structure cyclique. C'est en 1920 que G. T. Morgan et D. H. K. Drew introduisent la terminologie plus précise et plus imagée que nous avons indiquée. Les chélates se distinguent essentiellement des autres catégories de complexes par leur grande stabilité (ionique) due à l'existence d'un (ou de plusieurs) cycle(s) dans leur structure.
L'effet chélate
L'exaltation de la stabilité d'une espèce complexe par formation d'un ou de plusieurs cycles de chélation porte le nom d'« effet chélate » (G. Schwarzenbach, 1952). Ainsi le cation complexe [Ni(NH3)2 (H2O)4]2+ (lg β ≃ 4,9) est nettement moins stable que le cation chélate [Ni en (H2O)4]2+ (lg β ≃ 7,3) dans lequel les deux coordinats monodentés NH3 ont été remplacés par un coordinat bidenté en = éthylènediamine : NH2−CH2−CH2−NH2. Il y a eu, ici, création d'un cycle à cinq maillons sur le cation Ni2+. Cet effet chélate résulte essentiellement d'un effet entropique facile à expliquer qualitativement. La formation du cation complexe provoque la disparition de deux espèces indépendantes alors que celle du cation chélate ne provoque la disparition que d'une seule es [...]
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Écrit par :
- René-Antoine PARIS : Professeur honoraire à l'Université Claude Bernard de Lyon-I
- Jean-Pierre SCHARFF : docteur ès sciences physiques, professeur des Universités
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Pour citer l’article
René-Antoine PARIS, Jean-Pierre SCHARFF, « COMPLEXES, chimie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 mars 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/complexes-chimie/