Kas ir koordinēta kovalentā saite? (ar piemēriem)

A saskaņota kovalentā saite vai koordinācijas saitesaites veids, kurā viens no pievienotajiem atomiem piegādā visus kopīgos elektronus.

Vienkāršā kovalentā saitē katrs atoms piegādā saiti elektronam. No otras puses, koordinācijas saitē atomus, kas ziedo elektronu, lai veidotu saiti, sauc par donora atomu, bet atomu, kas pieņem elektronu pāris, sauc par akceptora atomu (Clark, 2012).

Koordinācijas saiti attēlo bultiņa, kas sākas no donoru atomiem un beidzas pie akceptora atoma (1. attēls). Dažos gadījumos donors var būt molekula.

Šajā gadījumā atoms molekulā var nodot elektronu pāriem, kas būtu Lewis bāze, bet molekula ar akceptora spēju būtu Lewis skābe (Koordinate Covalent Bond, S.F.).

Koordinācijas saitei ir tādas pašas īpašības kā vienkāršai kovalentai saitei. Savienojumiem, kuriem ir šāda veida saite, parasti ir zems kušanas un viršanas punkts, un starp atomiem nav nekādas coulombiskas mijiedarbības (pretēji jonu saitei) un savienojumi ir ļoti labi šķīst ūdenī (Atkins, 2017).

Daži koordinētu kovalentu obligāciju piemēri

Visbiežāk sastopamais koordinācijas saites piemērs ir amonija jons, ko veido amonjaka molekula un protons no skābes..

Amonjaka gadījumā slāpekļa atoms pēc okteta pabeigšanas ir vientuļš elektronu pāris. Ziedot šo vientuļo pāru ūdeņraža jonam, tāpēc slāpekļa atoms kļūst par donoru. Ūdeņraža atoms kļūst par akceptoru (Schiller, S.F.).

Vēl viens izplatīts piemērs, kuram ir saistoša saistība, ir hidronija jonu veidošanās. Tāpat kā ar amonija jonu, ūdens molekulas brīvais elektronu pāris kalpo kā donors protonam, kas ir akceptors (2. attēls)..

Tomēr jāņem vērā, ka tad, kad ir izveidota koordinācijas saikne, visi ūdeņraži, kas saistīti ar skābekli, ir tieši līdzvērtīgi. Ja ūdeņraža jonu atkal izjauc, nav nekādas diskriminācijas starp ūdeņraža izdalīšanos.

Lielisks Lewis bāzes skābes reakcijas piemērs, kas ilustrē kovalento koordinātu saiti, ir bora trifluorīda pievienošanas reakcija ar amonjaku..

Bora trifluorīds ir savienojums, kuram nav bora atoma ar cēlgāzes struktūru. Borsam ir tikai 3 elektronu pāri savā valences apvalkā, tāpēc tiek teikts, ka BF3 ir elektronos nepietiekams.

Lai pārvarētu šo trūkumu, var izmantot amonjaka slāpekļa nesadalīto elektronu pāri, un izveidojas savienojums, kas ietver koordinācijas saiti.

Šis elektronu pāris slāpeklis tiek ziedots bora tukšajam p orbitālam. Šeit amonjaks ir Lewis pamats un BF3 ir Lewis skābe.

Koordinācijas ķīmija

Ir neorganiskās ķīmijas filiāle, kas veltīta tikai tādu savienojumu pētīšanai, kuri veido pārejas metālus. Šie metāli saistās ar citiem atomiem vai molekulām, izmantojot koordinācijas saites, lai veidotu kompleksas molekulas.

Šīs molekulas ir pazīstamas kā koordinācijas savienojumi un zinātne, kas tos pēta, tiek saukta par koordinācijas ķīmiju.

Šajā gadījumā viela, kas piestiprināta pie metāla, kas būtu elektronu donors, ir pazīstama kā ligands un parasti koordinācijas savienojumi ir pazīstami kā kompleksi..

Koordinācijas savienojumi ietver vielas, piemēram, vitamīnu B12, hemoglobīnu un hlorofilu, krāsvielas un pigmentus un katalizatorus, ko izmanto organisko vielu sagatavošanā (Jack Halpern, 2014).

Kompleksa jonu piemērs būtu kobalta komplekss [Co (NH)₂CH₂CH₂NH₂2ClNH₃]²⁺  kas būtu dihloraminetilēna diamīna kobalts (IV).

Koordinācijas ķīmija radās no Šveices ķīmiķa Alfreda Vernera darba, kas pārbaudīja dažādus kobalta (III) hlorīda un amonjaka savienojumus. Pēc sālsskābes pievienošanas Werner novēroja, ka amonjaku nevar pilnībā novērst. Pēc tam viņš ierosināja, lai amonjaks būtu ciešāk saistīts ar centrālo kobalta jonu.

Tomēr, ja pievienoja sudraba nitrātu, viens no veidotajiem produktiem bija ciets sudraba hlorīds. Izveidotā sudraba hlorīda daudzums bija saistīts ar kobalta (III) hlorīda saistīto amonjaka molekulu skaitu.

Piemēram, kad CoCl pievienoja sudraba nitrātu₃ · 6NH₃, trīs hlorīdi kļuva par sudraba hlorīdu.

Tomēr, ja CoCl pievienoja sudraba nitrātu₃ · 5NH₃, tikai 2 no 3 hlorīdiem veidoja sudraba hlorīdu. Kad tika apstrādāts CoCl₃.4NH₃  ar sudraba nitrātu, viens no trim hlorīdiem nogulsnējās kā sudraba hlorīds.

Iegūtie novērojumi ierosināja veidot kompleksus vai koordinācijas savienojumus. Iekšējās koordinācijas jomā, kas dažos tekstos ir minēta kā pirmā sfēra, ligandi ir tieši saistīti ar centrālo metālu..

Ārējā koordinācijas sfērā, ko dažreiz sauc par otro sfēru, citi joni ir saistīti ar komplekso jonu. Werneram tika piešķirta Nobela prēmija 1913. gadā par viņa koordinācijas teoriju (ievads koordinācijai, 2017).

Šī koordinācijas teorija padara pārejas metālus divus valences veidus: pirmo valenci, ko nosaka metāla oksidācijas numurs un otru valenci, ko sauc par koordinācijas numuru.

Oksidācijas numurs norāda, cik daudz kovalentu savienojumu var veidoties metālā (piemēram, dzelzs (II) rada FeO) un koordinācijas numurs norāda, cik daudz koordinācijas saišu var veidoties kompleksā (piemēram, dzelzs ar koordināciju Nr.₄]^- un [FeCl₄]^2-) (Koordinācijas savienojumi, 2017).

Kobalta gadījumā tam ir koordinācijas numurs 6. Tāpēc Werner eksperimentos, pievienojot sudraba nitrātu, vienmēr ieguva sudraba hlorīda daudzumu, kas atstātu heksikoordinētu kobaltu..

Šāda veida savienojuma koordinācijai ir raksturīga krāsa.

Faktiski viņi ir atbildīgi par tipisku krāsojumu, kas saistīts ar metālu (sarkano dzelzi, zilo kobaltu utt.) Un ir svarīgi spektrofotometriskās absorbcijas un atomu emisijas testos (Skodje, S.F.)..

Atsauces

1. Atkins, P. W. (2017. gada 23. janvāris). Ķīmiskā saistība. Atgūts no britannica.com.
2. Clark, J. (2012, septembris). SADARBĪBA (DIVĒJOŠAIS VADĪTĀJS). Izgūti no chemguide.co.uk.
3. Koordinēt Covalent Bond. (S.F.). Atgūts no ķīmijas.tutorvista.
4. Koordinācijas savienojumi. (2017. gada 20. aprīlis). Atgūts dechem.libretexts.org.
5. Ievads koordinācijā Ķīmija. (2017. gada 20. aprīlis). Izgūti no chem.libretexts.org.
6. Jack Halpern, G. B. (2014. gada 6. janvāris). Koordinācijas savienojums. Atgūts no britannica.com.
7. Schiller, M. (S.F.). Koordinēt kovalentās saites. Atgūts no easychem.com.
8. Skodje, K. (S.F.). Koordinēt kovalentās obligācijas: definīcija un piemēri. Izgūti no study.com.