Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

11.4: Хелатування

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    27847

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Кожен ліганд, який зв'язується з перехідним металом, дарує пару своїх електронів металу, розділяючи ці електрони в метало-лігандному зв'язку. Підрахувати загальну кількість електронів в валентній оболонці металу досить легко, коли відомо, що кожен ліганд вносить два електрони.

    Але що робити, якщо ліганд може внести більше двох електронів? Погляньте на наступну таблицю. Кожен з представлених тут лігандів може зв'язуватися з металом двічі. Ліганд утворює дві зв'язки з металом, жертвуючи дві пари електронів. Це може здатися очевидним, але формування двох зв'язків з металом означає, що ліганд міцніше зв'язується з металом. Пам'ятайте легоподобную природу комплексів перехідних металів: ліганди можуть приходити і йти, але ці ліганди рідше йдуть; вони тримаються.

    Нейтральні бідентатні ліганди: етилендіамін, біпіридил, 1,2-біс (диметилфосфіно) етан, 1,2-біс (дифенілфосфіно (етан або дифос). Аніонні бідентатні ліганди: ацетат, оксалат, ацетилацетонат.

    Ці ліганди називаються бідентатними лігандами. Це означає, буквально, що вони мають два зуби. Це звучить не так багато, але ліганди, які ми бачили раніше, описуються як монодентатні; вони мають лише один зуб. Бідентатні ліганди можуть вгризатися в метал, і триматися на ньому, сильніше, ніж монодентатні.

    Інший термін, що використовується для цих видів лігандів, походить від грецького chele, для кіготь. Ці ліганди хапаються на метал, як кіготь омара або краба; вони хелатні. «Хелатний ефект» - це тенденція цих лігандів міцно зв'язуватися з металом, тоді як монодентатні ліганди можуть відірватися легше.

    Тепер, тільки тому, що ліганд може бути бідентатним, не означає, що він завжди зв'язується таким чином. Це часто вірно з ацетатним лігандом, наприклад, тому що чотиричленне кільце, яке утворюється, коли воно зв'язується через обидва кисню, занадто напружене. Отже, є приклади зв'язування через обидва атома кисню, а також є приклади зв'язування через тільки один. Іноді ацетат використовує один кисень для зв'язування з одним атомом металу, а інший кисень для зв'язування з другим атомом металу, утворюючи міст.

    Бідентатні, монодентатні та мостові режими ліганду.

    Зазвичай, Якщо ліганд здатний хелатування, припустити, що він зв'язується таким чином. Однак можуть бути випадки, в яких вас просять спеціально намалювати його прив'язку тим чи іншим способом.

    Вправа\(\PageIndex{1}\)

    Визначають зубність кожного ліганда в наступних комплексах.

    а) [Cu (en) 2 (OH) 2] b) [RuCl 2 (dmpe) (дмпе) (бпі)] c) [Ni (acac) 2 (ОН 2) 2] г) К 2 [Cu (коробка) 2 (ОН 2) 2]

    д) [FeH 2 (dmpe) 2] f) [ruH (ОАК) (pPH 3) 3] г) [Co (en) 2 Cl 2] BF 4 год) [Ru (bpy) 2 (ГОХ 2 СН 3) 2] (КЛО 4) 2

    Відповідь a:

    en = дводентат; ОН = монодентат

    Відповідь б:

    dmpe = дводентат; bpy = дводентат; Cl = монодентат

    Відповідь c:

    асак = дводентат; Н 2 О = монодентат

    Відповідь d:

    бокс = двозубчастий; Н 2 О = монозубчастий

    Відповідь e:

    dmpe = дводентат; Н = монодентат

    Відповідь f:

    Н = монодентат; рРН3 = монодентат; ОАС = бідентат. При цьому ацетат отримує комплекс до 18 електронів шляхом зв'язування двічі.

    Відповідь g:

    en = дводентат; Cl = монодентат

    Відповідь h:

    bpy = дводентат; HOCH 2 СН 3 = монодентат

    Вправа\(\PageIndex{2}\)

    Визначають заряди (або ступені окислення) на металах в наступних комплексах:

    а) К [Кр (бокс) 2 (ОН 2) 2] б) К [Мн (асак) 3] c) [Cr (en) 2 Cl 2] PF 6 d) [Co (en) 2 (ОН) 2 (ОН) Cl] ClO 4

    д) Na 3 [Mn (коробка) 3] f) K 3 [Cr (коробка) 3] г) Na [Au (bpy) (CN) 2]

    Відповідь a:

    Загальний заряд = 1-; ліганди заряду = 4-; заряд на Cr = 3+

    Відповідь б:

    Загальний заряд = 1-; ліганди заряду = 3-; заряд на Мн = 2+

    Відповідь c:

    Загальний заряд = 1+; ліганди заряду = 2-; заряд на Cr = 3+

    Відповідь d:

    Загальний заряд = 1+; ліганди заряду = 2-; заряд на Co = 3+

    Відповідь e:

    Загальний заряд = 3-; ліганди заряду = 6-; заряд на Мн = 3+

    Відповідь f:

    Загальний заряд = 3-; ліганди заряду = 6-; заряд на Cr = 3+

    Відповідь g:

    Загальний заряд = 1-; ліганди заряду = 2-; заряд на Au = 1+

    Вправа\(\PageIndex{3}\)

    Визначте підрахунок електронів на металі в кожному з комплексів з попередньої задачі.

    Відповідь a:

    Cr = d 6; Cr 3+ = d 3; ос = 2 х 4е - = 8 е -; вода = 2 х 2е - = 4 е-; всього = 15 е -

    Відповідь б:

    Мн = д 7; Мн 2+ = д 5; асак = 3 х 4е - = 12 е -; всього = 17 е -

    Відповідь c:

    Кр = д 6; Кр 3+ = д 3; ан = 2 х 4е - = 8 е -; Сл = 2 х 2е - = 4 е-; всього = 15 е -

    Відповідь d:

    Со = д 9; СО 3+ = д 6; ан = 2 х 4е - = 8 е -; ОН = 2е -; Сл = 2 е-; всього = 15 е -

    Відповідь e:

    Мн = д 7; Мн 3+ = д 4; ос = 3 х 4е - = 12 е -; всього = 16 е -

    Відповідь f:

    Cr = d 6; Cr 3+ = d 3; ос = 3 х 4е - = 12 е -; всього = 15 е -

    Відповідь g:

    Ау = с 1 д 10; Ау 1+ = д 10; бпи = 2 х 2е - = 4 е -; ціанід = 2 х 2е - = 4 е-; всього = 18 е -

    Дивіться більш глибоке обговорення комплексів координації в більш пізньому курсі.