Kovalentā koordinātu saiti vai koordinācija saite ir A bond veidu, kurā viens no pievienotajiem atomiem piegāžu visu koplietojamo elektroni.
Vienkāršā kovalentā saitē katrs atoms saitei piegādā vienu elektronu. No otras puses, koordinācijas saitē atomus, kas ziedo elektronu, lai izveidotu saiti, sauc par donora atomu, savukārt atomu, kas pieņem elektronu pāri, lai pievienotos, sauc par akceptora atomu (Clark, 2012).
1. attēls: koordinācijas saites attēlojums starp donora atomu (N) un akceptoru (H).
Koordinācijas saiti attēlo bultiņa, kas sākas no donora atomiem un beidzas ar akceptora atomu (1. attēls). Dažos gadījumos donors var būt molekula.
Šajā gadījumā molekulā esošais atoms var ziedot elektronu pāri, kas būtu Lūisa bāze, savukārt molekula ar pieņemšanas spēju būtu Lūisa skābe (Koordinātu kovalentā saite, SF).
Koordinācijas saitei ir raksturīgas īpašības, kas ir līdzīgas vienkāršai kovalentajai saitei. Savienojumiem, kuriem ir šāda veida saite, parasti ir zema kušanas un viršanas temperatūra ar neeksistējošu kulonu mijiedarbību starp atomiem (atšķirībā no jonu saites), un savienojumi ļoti labi šķīst ūdenī (Atkins, 2017).
Daži koordinētu kovalento saišu piemēri
Visbiežākais koordinācijas saites piemērs ir amonija jons, ko veido amonjaka molekulas un skābes protona apvienojums.
Pēc amonjaka slāpekļa atoma ir savs elektronu pāris, pēc tam, kad tas ir pabeigts. Ziedojiet šo vientuļo pāri ūdeņraža jonam, tādējādi slāpekļa atoms kļūst par donoru. Ūdeņraža atoms kļūst par akceptoru (Schiller, SF).
2. attēls: hidronija jonu koordinācijas saites attēlojums.
Vēl viens izplatīts pozitīvās saites piemērs ir hidronija jonu veidošanās. Tāpat kā amonija jonā, arī ūdens molekulas brīvo elektronu pāris kalpo par protona, kas ir akceptors, donoru (2. attēls).
Tomēr jāņem vērā, ka tiklīdz ir izveidota koordinācijas saite, visi ūdeņraži, kas piesaistīti skābeklim, ir tieši līdzvērtīgi. Kad ūdeņraža jons atkal sadalās, nav atšķirības starp to, kurš ūdeņradis izdalās.
Lielisks Lūisa skābes bāzes reakcijas piemērs, kas ilustrē koordinātu kovalentās saites veidošanos, ir bora trifluorīda addukta veidošanās reakcija ar amonjaku.
Bora trifluorīds ir savienojums, kuram nav bora atomā cēlu gāzu struktūras. Boram ir tikai 3 elektronu pāri valences apvalkā, tāpēc tiek uzskatīts, ka BF3 ir elektronu deficīts.
Nedalītu elektronu pāri amonjaka slāpekli var izmantot, lai pārvarētu šo trūkumu, un veidojas savienojums, kas ietver koordinācijas saiti.
3. attēls: Addukts starp bora trifluorīda molekulu un amonjaku.
Šis elektronu pāris no slāpekļa tiek ziedots bora tukšajai p orbitālei. Šeit amonjaks ir Lūisa bāze, un BF3 ir Lūisa skābe.
Koordinācijas ķīmija
Ir neorganiskās ķīmijas nozare, kas paredzēta tikai savienojumu, kas veido pārejas metālus, izpētei. Šie metāli caur koordinācijas saitēm pievienojas citiem atomiem vai molekulām, veidojot sarežģītas molekulas.
Šīs molekulas ir zināmas kā koordinācijas savienojumi, un zinātne, kas tās pēta, tiek saukta par koordinācijas ķīmiju.
Šajā gadījumā pie metāla piestiprinātā viela, kas būtu elektronu donors, ir pazīstama kā ligands, un koordinācijas savienojumi parasti ir zināmi kā kompleksi.
Koordinācijas savienojumos ietilpst tādas vielas kā B12 vitamīns, hemoglobīns un hlorofils, krāsvielas un pigmenti, kā arī katalizatori, kurus izmanto organisko vielu sagatavošanā (Jack Halpern, 2014).
Kompleksa jona piemērs varētu būt kobalta 2+ komplekss, kas būtu dihloroetilētilēndiamīna kobalts (IV).
Koordinācijas ķīmija izauga no Alfrēda Vernera, Šveices ķīmiķa, kurš pārbaudīja dažādus kobalta (III) hlorīda un amonjaka savienojumus. Pēc sālsskābes pievienošanas Verners konstatēja, ka amonjaku nevar pilnībā noņemt. Pēc tam viņš ierosināja amonjaku ciešāk saistīt ar centrālo kobalta jonu.
Tomēr, pievienojot sudraba nitrāta ūdens daudzumu, viens no izveidotajiem produktiem bija cietais sudraba hlorīds. Izveidotais sudraba hlorīda daudzums tika saistīts ar amonjaka molekulu skaitu, kas piesaistītas kobalta (III) hlorīdam.
Piemēram, pievienojot sudraba nitrātu CoCl 3 · 6NH 3 , visi trīs hlorīdi tika pārveidoti par sudraba hlorīdu.
Tomēr, pievienojot sudraba nitrātu CoCl 3 · 5NH 3 , tikai 2 no 3 hlorīdiem veidoja sudraba hlorīdu. Kad COCI 3 .4NH 3 tika ārstēti ar sudraba nitrāta, kas ir viens no trim hlorīdiem izgulsnē sudraba hlorīda.
Iegūtie novērojumi liecināja par sarežģītu vai koordinācijas savienojumu veidošanos. Iekšējās koordinācijas sfērā, ko dažos tekstos dēvē arī par pirmo sfēru, ligandi ir tieši piestiprināti pie centrālā metāla.
Koordinācijas ārējā sfērā, ko dažreiz sauc par otro sfēru, kompleksajam jonam ir pievienoti citi joni. Verners par koordinācijas teoriju 1913. gadā saņēma Nobela prēmiju (Ievads koordinācijas ķīmijā, 2017).
Šī koordinācijas teorija padara pārejas metālus divu veidu valenci: pirmo valenci, ko nosaka ar metāla oksidācijas numuru, un otru valenci, ko sauc par koordinācijas numuru.
Oksidācijas skaitlis norāda, cik daudz kovalento saišu var veidoties metālā (dzelzs (II) piemērs rada FeO), un koordinācijas numurs norāda, cik daudz koordinācijas saišu var veidoties kompleksā (piemēram, dzelzs ar koordinācijas numuru 4 rada - un 2- ) (koordinācijas savienojumi, 2017).
Kobalta gadījumā tam ir koordinācijas skaitlis 6. Tāpēc Vernera eksperimentos, pievienojot sudraba nitrātu, vienmēr tika iegūts sudraba hlorīda daudzums, kas atstātu heksakoordinētu kobaltu.
Šāda veida savienojumu koordinācijas saitēm ir raksturīga krāsa.
Faktiski tie ir atbildīgi par tipisko krāsojumu, kas saistīts ar metālu (sarkanais dzelzs, zilais kobalts utt.), Un ir svarīgi atomu emisijas un absorbcijas spektrofotometriskos testos (Skodje, SF).
Atsauces
- Atkins, PW (2017, 23. janvāris). Ķīmiskā saistīšana. Atgūts no britannica.com.
- Clark, J. (2012, septembris). KOORDINĒT (DATĪVAIS KOALENTS) SAISTĪŠANA. Atgūts no chemguide.co.uk.
- Koordinēt kovalento obligāciju. (SF). Atgūts no ķīmijas.tutorvista.
- Koordinācijas savienojumi. (2017. gads, 20. aprīlis). Atgūts no chem.libretexts.org.
- Ievads koordinācijas ķīmijā. (2017. gads, 20. aprīlis). Atgūts no chem.libretexts.org.
- Džeks Halperns, GB (2014, 6. janvāris). Koordinācijas savienojums. Atgūts no britannica.com.
- Šillers, M. (SF). Koordinēt kovalento līmēšanu. Atgūts no vietnes easychem.com.
- Skodje, K. (SF). Koordinātu kovalentā saite: definīcija un piemēri. Atgūts no study.com.