introduktion till kemi
lärande mål
- beräkna koordinationsnumret för metallen i ett koordinationskomplex.
nyckelpunkter
- samordningsnumret är antalet donatoratomer kopplade till den centrala Jonen.
- en ligand är en funktionell grupp som binder till den centrala Jonen i ett koordinationskomplex.
- Koordinationskomplexa geometrier är resultatet av koordinationsnummer.
termer
- givaratomen inom en ligand som är bunden till den centrala atomen eller Jonen.
- pseudohalideren kemisk förening som inte är en Halid, men som liknar en Halid i sin laddning och reaktivitet.
- monodenteradebeskriver en ligand som bara har en enda bindning med den centrala atomen.
Koordinationsnummer
i koordinationskemi är koordinationsnumret antalet ligander kopplade till den centrala Jonen (mer specifikt antalet givaratomer). Koordinationsnummer är normalt mellan två och nio. Antalet bindningar beror på storleken, laddningen och elektronkonfigurationen hos metalljonen och liganderna.typiskt domineras kemin hos komplex av interaktioner mellan S-och p-molekylära orbitaler i liganderna och d-orbitalerna hos metalljonerna. S, p och d orbitaler av metallen kan rymma 18 elektroner. Det maximala koordinationsnumret för en viss metall är således relaterat till den elektroniska konfigurationen av metalljonen (specifikt antalet tomma orbitaler) och förhållandet mellan ligandernas storlek och metalljonen. Stora metaller och små ligander leder till höga koordinationsnummer (t.ex. 4−). Små metaller med stora ligander leder till låga koordinationsnummer (t.ex. Pt2). På grund av sin stora storlek tenderar lantanider, aktinider och tidiga övergångsmetaller att ha höga koordinationsnummer.
ligander
i koordinationskemi är en ligand en jon eller molekyl (funktionell grupp) som binder till en central metallatom för att bilda ett koordinationskomplex. Praktiskt taget varje molekyl och varje jon kan fungera som en ligand för (eller koordinera till) metaller. Denticitet avser antalet gånger en ligandbindningar till en metall genom givaratomer. Många ligander kan binda metalljoner genom flera platser, vanligtvis eftersom liganderna har ensamma par på mer än en atom.
Monodentatligander inkluderar praktiskt taget alla anjoner och alla enkla Lewis-baser. Således är haliderna och pseudohaliderna viktiga anjoniska ligander. Ammoniak, kolmonoxid och vatten är särskilt vanliga laddningsneutrala ligander. Enkla organiska arter är också mycket vanliga. Alla omättade molekyler är också ligander, som använder sina hCG-elektroner för att bilda koordinatbindningen. Också, metaller kan binda till de kubanska bindningarna i, till exempel, silaner, kolväten, och dihydrogen.
ligander som binder via mer än en atom kallas ofta polydentat eller kelating. En ligand som binder genom två platser klassificeras som bidentat och tre platser som tridentat. Kelaterande ligander bildas vanligtvis genom att länka givargrupper via organiska länkar. En klassisk bidentatligand är etylendiamin, som härleds genom länkning av två ammoniakgrupper med en eten (-CH2CH2-) länkare. Ett klassiskt exempel på en polydentatligand är hexadentatkelateringsmedlet EDTA, som kan binda genom sex platser, helt kring vissa metaller.
det finns flera typer av polydentatligander som kan karakteriseras baserat på hur de interagerar med den centrala Jonen. Till exempel är trans-spanning ligander bidentate ligander som kan sträcka sig över koordinationspositioner på motsatta sidor av ett koordinationskomplex. Ambidentatligander kan fästa vid den centrala atomen på två ställen men inte båda. En överbryggande ligand länkar två eller flera metallcentra. Att ändra storlek och elektroniska egenskaper hos ligander kan användas för att styra katalys av den centrala Jonen och stabilisera ovanliga samordningsställen.
geometrier
olika ligandstrukturarrangemang är resultatet av samordningsnumret. De flesta strukturer följer mönstret som om den centrala atomen var i mitten och hörnen på den formen är ligandernas platser. Dessa former definieras av orbital överlappning mellan ligand och metall orbitaler och ligand-ligand repulsioner, som tenderar att leda till vissa regelbundna geometrier. Det finns dock många fall som avviker från vanlig geometri. Till exempel resulterar ligander av olika storlekar och med olika elektroniska effekter ofta i oregelbundna bindningslängder.