ZWIĄZKI KOORDYNACYJNE (KOMPLEKSOWE )
Pojęcia podstawowe i definicje Wiązanie koordynacyjne jest szczególnym przypadkiem wiązania atomowego (kowalencyjnego) . Pojedyncze wiązanie koordynacyjne jest wiązaniem σ , ale mechanizm jego powstawania między atomami A i B w cząsteczce lub jonie jest nieco inny niż zwykłego wiązania atomowego. Wiązanie to powstaje wtedy, gdy jeden z tych atomów jest dawcą, czyli donorem wiążącej pary elektronów, natomiast drugi atom mający pusty, łatwo dostępny orbital staje si ę jej a kceptorem: A : + B = A → B , gdzie strzałka symbolizuje parę elektronową (:) pochodzącą od donora A i wiążącą go z akceptorem B . Powstały produkt A → B jest określany mianem związku koordynacyjnego (kompleksowego). Rozpatrzmy jako przykład amoniak, NH 3 , którego cząsteczki mają kształt piramidy trygonalnej. Atom azotu ma pięć elektronów walencyjnych , które obsadzają cztery orbitale hybrydyzowane typu sp 3 . Trzy elektrony walencyjne atomu azotu tworzą trzy zwykłe wiązania atomowe σ z atomami wodoru. W olna para elektronów walencyjnych atomu azotu może być zaangażowana w utworzenie czwartego wiązania σ z takim atomem lu b jonem, który ma pusty orbital, np. jonem H + , który ma nie obsadzony orbital 1s . Istotnie, w wodnych roztworach zachodzi reakcja amoniaku z jonami wodorowymi: NH 3 + H + = NH 4 + Jon amonowy, NH 4 + , ma strukturę tetraedryczną z czterema równocennymi wiązaniam i N-H typu σ o jednakowej długości. O atomie azotu w jonie amonowym mówimy, że jest atomem centralnym i ma liczbę koordynacji 4, ponieważ jest otoczonym przez cztery atomu wodoru. Cząsteczka wody może być donorem jednej z wolnych par elektronów zlokalizowanych na atomie tlenu, a jej akceptorem może być jon metalu mający dostępne orbitale zhybrydyzowane, np. Co 2+ o hybrydyzacji oktaedrycznej sp 3 d 2 . W wodnych roztworach soli Co(II) zachodzi reakcja: Produkt tej reakcji jest oktaedrycznym katione m heksaakwakobalt u(II), w którym Co 2+ ze względu na liczbę związanych, czyli skoordynowanych cząsteczek wody za pośrednictwem sześciu wiązań σ , ma liczbę koordynacji równą 6. Wiązania koordynacyjne powstają bardzo często w reakcjach jonów metali z donorami par elektronowych, które mogą być zarówno elektroobojętnymi cząsteczkami różnych związków nieorganicznych, np. wody, amoniaku, tlenku węgla CO, lub anionami, np. anionami F - , Cl - . Donorami par elektronowych mogą być również cząsteczki wielu związkó w organicznych, np. amin , lub aniony rożnych kwasów organicznych. W powstałych
(…)
… kompleksu jednordzeniowego. Wszystkie wymienione wyżej przykłady są kompleksami jednordzeniowymi.
Kompleksy z więcej niż jednym atomem lub jonem centralnym są kompleksami wielordzeniowymi.
Niektóre ligandy wielomiejscowe, np. aniony kwasów karboksylowych, mogą pełnić funkcje mostków łączących ze sobą atomy lub jony centralne w kompleksach wielordzeniowych. Octany miedzi(II) i chromu(II), [M2(CH3COO)4(H2O)2], są kompleksami dwurdzeniowym o strukturze cząsteczkowej typu „koła wodnego” (rys. 1a), z czterema mostkami octanowymi, łączącymi obydwa centralne jony M2+ za pośrednictwem par elektronowych dwóch równocennych atomów tlenu każdej grupy karboksylowej. Octany V(III), Cr(III), Mn(III) i Fe(III) zawierają trójrdzeniową grupą M3O (rys. 1b). Rys. 1. Struktury cząsteczkowe kompleksów octanowych metali
a) dwurdzeniowe…
… w roztworze
cM = [M] + [ML] + [ML2] + … + [MLn] (16) [MLi] = βi[M][L]i (17)
cM = [M] + β1[M][L] + β2[M][L]2 + … + βn[M][L]n =
(1 + β1[L] + β2[L]2 + … + βnL]n)[M] = Φ[M] (18)
gdzie [M] jest stężeniem wolnych jonów M, a parametr Φ jest funkcją kompleksowania zależną od stężenia wolnego liganda L.
Ułamek molowy jonów wolnego metalu
(19)
Ułamek molowy kompleksu MLi
(20)
Suma ułamków molowych jonów wolnego metalu…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)