Teorija hemijskih veza i struktura kompleksa i kelata

Teorija hemijskih veza i struktura kompleksa i kelata
Teorija hemijskih veza i struktura kompleksa i kelata
Anonim

Struktura kompleksa i kelata je slična u nekoliko aspekata i biće predstavljena prema teoriji atomske orbite.

U molekuli ili kompleksnom jonu, postoji centralni atom metala koji se naziva centralni atom ili ion i određeni broj koordinisanih grupa vezanih za centralni atom koje se nazivaju veznim i nalaze se unutar regije koja je obično nazvana “sfera koordinacije”.

slika
slika

Broj grupa donatora koje atom može prihvatiti je postao konvencionalno nazvan “koordinacijski broj” ili “koordinacijski indeks” centralnog atoma metala.

Može se pretpostaviti da koordinacijski broj odgovara broju hibridnih orbitala dostupnih za veze koje predstavlja centralni atom. U skladu sa karakteristikama ekstranuklearne strukture atoma, mogu se javiti različite vrste hibridizacija, koje rezultiraju promjenjivim brojem dostupnih orbitala i stoga različitim vrijednostima za "koordinacijski broj".

Tabela ispod prikazuje najčešće vrijednosti koordinacionog broja, tip konfiguracije i hibridne orbitale koje su dio veze, za različite atome.

Veze između liganada i centralnog atoma u kompleksnim ionima su pretežno koordinirane, za razliku od kovalentnih,kada katjoni metala već imaju manjak elektrona, odnosno imaju elektropozitivan karakter.

Iz tog razloga, većina metalnih katjona ima tendenciju da privuče polarne molekule i negativno nabijene ione koji sadrže usamljene parove elektrona. Privlačenje je toliko snažno da osim ako kationi nisu iz elemenata IA i IIA periodnog sistema, svi ostali se javljaju u rastvoru, formirajući kompleksne katione. To znači da se umjesto uobičajenih kationa pojavljuju kompleksni ioni formirani od metalnog kationa i molekula rastvarača. Primjeri su kationi:

slika
slika

Između ostalog, u slučaju rastvarača to će biti voda. Sa drugim rastvaračima, kao što su tečni amonijak, glacijalna octena kiselina, eter, aceton, itd., katjon bi prošao solvataciju, slično onome što se dešava sa vodom (hidratacija).

Koordinatne grupe ili ligandi, koji mogu ispuniti koordinacionu sferu metalnog jona, mogu biti različitih tipova. U tabeli ispod prikazani su najčešći, koji su monodentatnog tipa, odnosno tipični kompleksotvorci:

slika
slika

Da bi se razjasnila struktura kompleksnih jona prema teoriji atomske orbite, prikazan je primjer kompleksa kob alta sa amonijakom.

slika
slika
slika
slika

Atom kob alta (Co=27) ima konfiguraciju elektrona1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 3d7, 4s2. Transformirajući se u trovalentni ion, kob alt gubi dva elektrona sa 4s orbitale i jedan elektron sa jedne od 3d orbitala, dobijajući drugu konfiguraciju. Kada se ion kob alta kombinuje sa šest molekula amonijaka, postoji pristrasnost elektrona u 3d orbitalama.

Dakle, postoji uparivanje elektrona 3d orbitala, kako bi dvije orbitale ostale slobodne za proces hibridizacije. Tako nastaje 6 hibridnih orbitala predstavljenih sa d2sp3, jer dolaze iz kombinacije dvije orbitale d jedan s i tri p.

Pojašnjenja predstavljena da bi se objasnilo vezivanje liganada za centralni atom ili ion bazirana su na konceptu atomske orbitale. Međutim, druge teorije kao što su molekularne orbitale, elektrostatička privlačnost i kristalno polje su razvijene kako bi se demonstrirala struktura kompleksa.

Popularna tema