Čo je to koordinovaný kovalentný odkaz? (s príkladmi)

 koordinovaná kovalentná väzba alebo koordinačné spojenietyp väzby, v ktorej jeden z pripojených atómov dodáva všetky spoločné elektróny.

V jednoduchej kovalentnej väzbe každý atóm dodáva elektronu väzbu. Na druhej strane, v koordinačnej väzbe sa atómy, ktoré darujú elektrón, aby vytvorili väzbu, nazývajú donorovým atómom, zatiaľ čo atóm, ktorý prijíma pár elektrónov na spojenie, sa nazýva akceptorový atóm (Clark, 2012).

Koordinačná väzba je reprezentovaná šípkou, ktorá začína od donorových atómov a končí na akceptorovom atóme (obrázok 1). V niektorých prípadoch môže byť donorom molekula.

V tomto prípade atóm v molekule môže darovať pár elektrónov, čo by bola Lewisova báza, zatiaľ čo molekula s akceptorovou kapacitou by bola Lewisova kyselina (Coordinate Covalent Bond, S.F.)..

Koordinačný spoj má charakteristiky podobné charakteristike jednoduchej kovalentnej väzby. Zlúčeniny, ktoré majú tento typ väzby, majú zvyčajne nízke teploty topenia a varu, s neexistujúcou coulombickou interakciou medzi atómami (na rozdiel od iónovej väzby) a zlúčeniny sú veľmi rozpustné vo vode (Atkins, 2017).

Niektoré príklady koordinovaných kovalentných väzieb

Najbežnejším príkladom koordinačnej väzby je amónny ión, ktorý je tvorený kombináciou molekuly amoniaku a protónu z kyseliny..

V amoniaku má atóm dusíka po dokončení oktetu osamelý pár elektrónov. Darujte tento solitérny pár vodíkovému iónu, takže atóm dusíka sa stane donorom. Atóm vodíka sa stáva akceptorom (Schiller, S.F.).

Ďalším bežným príkladom dátového spojenia je tvorba hydróniového iónu. Ako u amónneho iónu, aj pár voľných elektrónov molekuly vody slúži ako donor protónu, ktorý je akceptorom (obrázok 2)..

Treba však vziať do úvahy, že akonáhle je koordinačná väzba vytvorená, všetky vodíky viazané na kyslík sú presne ekvivalentné. Keď je vodíkový ión opäť rozbitý, neexistuje žiadna diskriminácia medzi tým, ktorý vodík je uvoľňovaný.

Vynikajúcim príkladom reakcie kyseliny Lewisovej bázy, ktorá ilustruje tvorbu kovalentnej súradnicovej väzby, je reakcia tvorby aduktu fluoridu boritého s amoniakom..

Bórtrifluorid je zlúčenina, ktorá nemá ušľachtilú plynovú štruktúru okolo atómu bóru. Bór má vo svojom valenčnom plášti len 3 páry elektrónov, takže sa hovorí, že BF3 je deficientný v elektrónoch.

Na prekonanie tohto nedostatku sa môže použiť dvojica elektrónového amoniakového dusíka, ktorá nie je rozdelená, a vytvára sa zlúčenina, ktorá zahŕňa koordinačnú väzbu.

Tento elektrónový pár dusíka je venovaný prázdnemu orbitálu bóru. Tu je amoniak základom Lewis a BF3 je kyselina Lewis.

Koordinácia chémie

Existuje oblasť anorganickej chémie, ktorá sa venuje výlučne štúdiu zlúčenín, ktoré tvoria prechodné kovy. Tieto kovy sa viažu na iné atómy alebo molekuly prostredníctvom koordinačných väzieb za vzniku komplexných molekúl.

Tieto molekuly sú známe ako koordinačné zlúčeniny a veda, ktorá ich študuje, sa nazýva koordinačná chémia.

V tomto prípade je látka pripojená na kov, ktorá by bola donorom elektrónov, známa ako ligand a koordinačné zlúčeniny sú známe ako komplexy..

Koordinačné zlúčeniny zahŕňajú látky ako vitamín B12, hemoglobín a chlorofyl, farbivá a pigmenty a katalyzátory používané pri príprave organických látok (Jack Halpern, 2014).

Príkladom komplexného iónu by mohol byť komplex kobaltu [Co (NH₂CH₂CH₂NH₂) 2ClNH₃]²⁺  ktorý by bol dichlóraminetyléndiamín kobalt (IV).

Koordinačná koordinácia vznikla z práce švajčiarskeho chemika Alfreda Wernera, ktorý skúmal rôzne zlúčeniny chloridu kobaltnatého a amoniaku. Po pridaní kyseliny chlorovodíkovej Werner zistil, že amoniak sa nedá úplne odstrániť. Ďalej navrhol, aby bol amoniak pevnejšie viazaný na centrálny ión kobaltu.

Keď sa však pridal vodný dusičnan strieborný, jedným z vytvorených produktov bol tuhý chlorid strieborný. Množstvo vytvoreného chloridu strieborného súviselo s počtom molekúl amoniaku viazaných na chlorid kobaltnatý.

Napríklad, keď sa do CoCl pridal dusičnan strieborný₃ 6NH₃, tri chloridy sa stali chloridom strieborným.

Keď sa však do CoCl pridal dusičnan strieborný₃ · 5NH₃, len 2 z 3 chloridov tvorili chlorid strieborný. Keď bol ošetrený CoCl₃.4NH₃  s dusičnanom strieborným, jeden z troch chloridov vyzrážaných ako chlorid strieborný.

Výsledné pozorovania naznačujú tvorbu komplexných alebo koordinačných zlúčenín. V oblasti vnútornej koordinácie, ktorá je v niektorých textoch označovaná ako prvá sféra, sú ligandy priamo spojené s centrálnym kovom..

Vo vonkajšej sfére koordinácie, niekedy nazývanej aj druhá sféra, sú ďalšie ióny viazané na komplexný ión. Werner získal Nobelovu cenu v roku 1913 za svoju teóriu koordinácie (Úvod do koordinácie chémie, 2017).

Táto koordinačná teória spôsobuje, že prechodné kovy majú dva typy valencie: prvú valenciu, určenú oxidačným číslom kovu a inú valenciu nazývanú koordinačné číslo..

Oxidačné číslo udáva, koľko kovalentných väzieb sa môže tvoriť v kovoch (napr. Železo (II) produkuje FeO) a koordinačné číslo udáva, koľko koordinačných väzieb sa môže vytvoriť v komplexe (napr. Železo s koordinačným číslom 4 produkuje [FeCl₄]^- a [FeCl₄]^2-) (Koordinačné prostriedky, 2017).

V prípade kobaltu má koordinačné číslo 6. To je dôvod, prečo sa pri Wernerových experimentoch pri pridávaní dusičnanu strieborného vždy získalo množstvo chloridu strieborného, ​​ktoré by zanechalo hexakoordinovaný kobalt..

Koordinačné väzby tohto typu zlúčeniny sú charakteristické tým, že sú farbené.

V skutočnosti sú zodpovedné za typické sfarbenie spojené s kovom (červené železo, modrý kobalt atď.) A sú dôležité pre spektrofotometrické absorpcie a testy atómových emisií (Skodje, S.F.).

referencie

1. Atkins, P. W. (2017, 23. január). Chemické väzby. Získané z britannica.com.
2. Clark, J. (2012, september). CO-ORDINATE (DATÍVNE COVALENT) BONDING. Zdroj: chemguide.co.uk.
3. Kovalentná väzba súradníc. (S.F.). Získané z chemistry.tutorvista.
4. Koordinačné zlúčeniny. (2017, 20. apríl). Obnovené dechem.libretexts.org.
5. Úvod do koordinácie chémie. (2017, 20. apríl). Zdroj: chem.libretexts.org.
6. Jack Halpern, G. B. (2014, 6. január). Koordinačná zlúčenina. Získané z britannica.com.
7. Schiller, M. (S.F.). Kovalentné viazanie súradníc. Obnovené z easychem.com.
8. Skodje, K. (S.F.). Kovalentná väzba súradníc: Definícia a príklady. Zdroj: study.com.