Mikä on koordinoitu kovalenttinen linkki? (esimerkkien kanssa)

 koordinoitu kovalenttinen sidos tai koordinointilinkki onsellaisen sidoksen tyyppi, jossa yksi liitetyistä atomeista toimittaa kaikki jaetut elektronit.

Yksinkertaisessa kovalenttisessa sidoksessa kukin atomi toimittaa elektronille sidoksen. Toisaalta koordinaatiolinkissä elektronia lahjoittavat atomit kutsutaan luovuttajaatomiksi, kun taas atomia, joka hyväksyy elektronien parin liittymään, kutsutaan akseptoriatomiksi (Clark, 2012).

Koordinointisidosta edustaa nuoli, joka alkaa donoriatomeista ja päättyy akseptoriatomiin (kuvio 1). Joissakin tapauksissa luovuttaja voi olla molekyyli.

Tässä tapauksessa molekyylin atomi voi lahjoittaa elektronien parin, joka olisi Lewis-emäs, kun taas molekyyli, jolla on akseptorin kapasiteetti, olisi Lewisin happo (Coordinate Covalent Bond, S.F.).

Koordinointilinkillä on samanlaisia ​​ominaisuuksia kuin yksinkertainen kovalenttinen linkki. Yhdisteillä, joilla on tämäntyyppinen sidos, on yleensä alhaiset sulamis- ja kiehumispisteet, joilla ei ole olemassaolevaa coulombista vuorovaikutusta atomien välillä (toisin kuin ioninen sidos) ja yhdisteet ovat hyvin vesiliukoisia (Atkins, 2017).

Esimerkkejä koordinoiduista kovalenttisista sidoksista

Yleisin esimerkki koordinointisidoksesta on ammoniumioni, joka muodostuu ammoniakin molekyylin ja hapon hapen yhdistelmästä..

Ammoniakissa typpiatomilla on yksinäinen pari elektronia sen jälkeen, kun se on suorittanut oktetin. Lahjoita tämä yksinäinen pari vetyionille, joten typpiatomi tulee luovuttajaksi. Vetyatomi tulee akseptoriksi (Schiller, S.F.).

Toinen yleinen esimerkki datiivista sidoksesta on hydroniumionin muodostuminen. Kuten ammoniumionissa, vesimolekyylin vapaa elektronipari toimii luovuttajana protonille, joka on akseptori (kuvio 2)..

On kuitenkin otettava huomioon, että kun koordinaatiolinkki on vahvistettu, kaikki happeen sitoutuneet vetyat ovat täsmälleen vastaavat. Kun vetyioni rikkoutuu uudelleen, ei ole mitään eroa sen välillä, mikä vedyn vapautuu.

Erinomainen esimerkki Lewis-emäshapon reaktiosta, joka kuvaa kovalenttisen koordinaattisidoksen muodostumista, on booritrifluoridiadduktin muodostumisreaktio ammoniakin kanssa..

Booritrifluori on yhdiste, jolla ei ole jalokaasurakennetta booriatomin ympärillä. Boorissa on vain 3 paria elektroneja valenssikuoressaan, joten BF3 on puutteellinen elektroneissa.

Ammoniakki-typen hajaantumatonta elektroniparia voidaan käyttää tämän puutteen voittamiseksi, ja muodostuu yhdiste, johon liittyy koordinaatiolinkki.

Tämä elektroninpari luovutetaan boorin tyhjälle p orbitalille. Tässä ammoniakki on Lewisin emäs ja BF3 on Lewisin happo.

Koordinointikemia

On olemassa epäorgaanisen kemian haara, joka on tarkoitettu yksinomaan sellaisten yhdisteiden tutkimiseen, jotka muodostavat siirtymämetalleja. Nämä metallit sitoutuvat muihin atomeihin tai molekyyleihin koordinointisidosten avulla muodostamaan kompleksisia molekyylejä.

Näitä molekyylejä kutsutaan koordinointiyhdisteiksi ja niitä tutkivaa tiedettä kutsutaan koordinointikemiaksi.

Tässä tapauksessa metalliin kiinnitetty aine, joka olisi elektronin luovuttaja, tunnetaan ligandina ja yleisesti koordinointiyhdisteet tunnetaan komplekseina..

Koordinointiyhdisteitä ovat aineet, kuten B12-vitamiini, hemoglobiini ja klorofylli, väriaineet ja pigmentit sekä orgaanisten aineiden valmistuksessa käytetyt katalyytit (Jack Halpern, 2014).

Esimerkki kompleksisesta ionista olisi koboltti- kompleksi [Co (NH₂CH₂CH₂NH₂) 2ClNH₃]²⁺  joka olisi diklooriaminetyleenidiamiinikoboltti (IV).

Koordinaatiokemia syntyi Sveitsin kemian Alfred Wernerin työstä, joka tutki erilaisia ​​koboltti (III) kloridin ja ammoniakin yhdisteitä. Kun kloorivetyhappo oli lisätty, Werner havaitsi, että ammoniakkia ei voitu poistaa kokonaan. Seuraavaksi hän ehdotti, että ammoniakki sidottaisiin tiiviimmin keski-koboltti-ioniin.

Kuitenkin, kun lisättiin vesipitoista hopeanitraattia, yksi muodostuneista tuotteista oli kiinteä hopeakloridi. Muodostuneen hopeakloridin määrä liittyi koboltti (III) kloridiin sitoutuneiden ammoniakkimolekyylien lukumäärään.

Esimerkiksi kun hopeanitraattia lisättiin CoCl: ään₃ · 6NH₃, kolme kloridia tuli hopeakloridiksi.

Kuitenkin, kun hopeanitraattia lisättiin CoCl: ään₃ · 5NH₃, vain 2 kolmesta kloridista muodosti hopeakloridia. Kun CoCl: a käsiteltiin₃.4NH₃  hopeanitraatilla, yksi kolmesta kloridista saostui hopeakloridina.

Tuloksena olevat havainnot viittaavat monimutkaisten tai koordinoivien yhdisteiden muodostumiseen. Sisäisen koordinoinnin alalla, johon joissakin teksteissä viitataan myös ensimmäisenä pallona, ​​ligandit ovat suoraan yhteydessä keskeiseen metalliin.

Ulkoisessa koordinointialueella, jota toisinaan kutsutaan toiseksi palloksi, muut ionit sitoutuvat kompleksiseen ioniin. Werner sai Nobelin palkinnon vuonna 1913 koordinaatioteoriaansa (Johdatus koordinointikemiaan, 2017).

Tämä koordinointiteoria tekee siirtymämetalleista kahdenlaisia ​​valensseja: ensimmäinen valenssi, joka määräytyy metallin hapettumisnumeron ja toisen koordinointinumeron mukaan..

Hapetusnumero kertoo kuinka monta kovalenttista sidosta voidaan muodostaa metalliin (esim. Rauta (II) tuottaa FeO: ta) ja koordinointinumero kertoo, kuinka monta koordinaatiosidosta voidaan muodostaa kompleksissa (esim. Rauta koordinoinnilla numero 4 tuottaa [FeCl₄]^- ja [FeCl₄]^2-) (Koordinointiyhdisteet, 2017).

Koboltin tapauksessa siinä on koordinointinumero 6. Siksi Wernerin kokeissa saatiin hopeakloridin määrä, joka jätti heksakordatoidun koboltin, kun lisättiin hopeanitraattia..

Tämän tyyppisen yhdisteen koordinaatiolinkeillä on ominaisuus, että ne ovat värjättyjä.

Itse asiassa ne ovat vastuussa tyypillisestä metallista (punainen rauta, sininen koboltti jne.) Liittyvästä värityksestä ja ovat tärkeitä spektrofotometriseen absorptio- ja atomipäästötesteihin (Skodje, S.F.)..

viittaukset

1. Atkins, P. W. (2017, tammikuu 23). Kemiallinen sidonta. Palautettu britannica.comista.
2. Clark, J. (2012, syyskuu). CO-ORDINATE (DATIVE COVALENT) BONDING. Haettu osoitteesta chemguide.co.uk.
3. Koordinoi Covalent Bond. (S.F.). Palautettu kemia.tutorvista.
4. Koordinointiyhdisteet. (2017, huhtikuu 20). Palautettu dechem.libretexts.org.
5. Johdatus koordinointikemiaan. (2017, huhtikuu 20). Haettu osoitteesta chem.libretexts.org.
6. Jack Halpern, G. B. (2014, 6. tammikuuta). Koordinointiyhdiste. Palautettu britannica.comista.
7. Schiller, M. (S.F.). Koordinoi kovalenttinen sidonta. Palautettu osoitteesta easychem.com.
8. Skodje, K. (S.F.). Kovalenttinen koordinaatti: Määritelmä ja esimerkit. Haettu osoitteesta study.com.