Wat is een gecoördineerde covalente link? (met voorbeelden)

een gecoördineerde covalente binding of coördinatielink iseen soort binding waarbij een van de verbonden atomen alle gedeelde elektronen levert.

In een eenvoudige covalente binding levert elk atoom een ​​elektron aan de binding. Aan de andere kant, in een coördinatieverbinding, worden de atomen die het elektron doneren om een ​​binding te vormen het donoratoom genoemd, terwijl het atoom dat het paar elektronen accepteert om zich aan te sluiten, het acceptoratoom wordt genoemd (Clark, 2012).

Een coördinatiebinding wordt weergegeven door een pijl die start bij de donoratomen en eindigt bij het acceptoratoom (figuur 1). In sommige gevallen kan de donor een molecuul zijn.

In dit geval kan een atoom in het molecuul het paar elektronen doneren, wat de Lewis-base zou zijn, terwijl het molecuul met de acceptorcapaciteit het Lewis-zuur zou zijn (Coordinate Covalent Bond, S.F.).

Een coördinatieverbinding heeft kenmerken die vergelijkbaar zijn met die van een eenvoudige covalente link. Verbindingen met dit type binding hebben meestal lage smelt- en kookpunten, met een niet-bestaande coulomb-interactie tussen de atomen (in tegenstelling tot de ionische binding) en de verbindingen zijn zeer oplosbaar in water (Atkins, 2017).

Enkele voorbeelden van gecoördineerde covalente obligaties

Het meest gebruikelijke voorbeeld van een coördinatiebinding is het ammoniumion, dat wordt gevormd door de combinatie van een molecuul ammoniak en een proton uit een zuur.

In ammoniak heeft het stikstofatoom een ​​eenzaam paar elektronen na het voltooien van zijn octet. Doneer dit solitaire paar aan het waterstofion, dus het stikstofatoom wordt een donor. Het waterstofatoom wordt de acceptor (Schiller, S.F.).

Een ander bekend voorbeeld van datieve koppeling is de vorming van het hydronium-ion. Net als bij het ammoniumion dient het vrije elektronenpaar van het watermolecuul als donor voor het proton dat de acceptor is (figuur 2).

Houd er echter rekening mee dat wanneer de verbinding tot stand is gebracht coördineren van alle waterstofatomen gehecht aan zuurstof exact equivalent zijn. Wanneer een waterstofion opnieuw wordt afgebroken, is er geen discriminatie tussen welk van de waterstof wordt vrijgegeven.

Een uitstekend voorbeeld van een Lewisbasezuurreactie, die de vorming van een covalente coördinaatbinding illustreert, is de vormingsreactie van het boortrifluoride-adduct met ammoniak..

Boortrifluoride is een verbinding die geen edelgasstructuur heeft rond het booratoom. Boor heeft slechts 3 paar elektronen in zijn valentie-omhulsel, dus er wordt gezegd dat BF3 een tekort aan elektronen heeft.

De ongedeeld elektronenpaar ammoniak stikstof kan worden gebruikt om deze tekortkoming te overwinnen, en een verbinding met een coördinatie binding gevormd.

Dat elektronenpaar stikstof wordt gedoneerd aan de lege p-opening van boor. Hier is ammoniak de basis van Lewis en BF3 is het zuur van Lewis.

Coördinatiechemie

Er is een tak van anorganische chemie uitsluitend gewijd aan de studie van verbindingen die overgangsmetalen vormen. Deze metalen binden zich aan andere atomen of moleculen door coördinatiebindingen om complexe moleculen te vormen.

Deze moleculen staan ​​bekend als coördinatieverbindingen en de wetenschap die ze bestudeert, wordt coördinatiechemie genoemd.

In dit geval is de aan het metaal gehechte stof, die de elektronendonor zou zijn, bekend als een ligand en gewoonlijk zijn de coördinatieverbindingen bekend als complexen..

Coördinatieverbindingen omvatten stoffen zoals vitamine B12, hemoglobine en chlorofyl, kleurstoffen en pigmenten en katalysatoren die worden gebruikt bij de bereiding van organische stoffen (Jack Halpern, 2014).

Een voorbeeld van een complex ion zou het kobaltcomplex [Co (NH₂CH₂CH₂NH₂) 2ClNH₃]²⁺  welke dichloroaminethyleendiamine kobalt zou zijn (IV).

De coördinatiechemie ontstond uit het werk van Alfred Werner, een Zwitserse chemicus die verschillende verbindingen van kobalt (III) chloride en ammoniak onderzocht. Na de toevoeging van zoutzuur merkte Werner op dat ammoniak niet volledig kon worden geëlimineerd. Vervolgens stelde hij voor dat ammoniak sterker zou worden gebonden aan het centrale kobaltion.

Toen echter waterig zilvernitraat werd toegevoegd, was een van de gevormde producten vast zilverchloride. De hoeveelheid gevormd zilverchloride was gerelateerd aan het aantal ammoniakmoleculen gebonden aan kobalt (III) chloride.

Bijvoorbeeld, toen zilvernitraat aan CoCl werd toegevoegd₃ · 6NH₃, de drie chloriden werden zilverchloride.

Echter, toen zilvernitraat werd toegevoegd aan CoCl₃ · 5NH₃, slechts 2 van de 3 chloriden vormden zilverchloride. Wanneer CoCl werd behandeld₃.4NH₃  met zilvernitraat precipiteerde een van de drie chloriden als zilverchloride.

De resulterende waarnemingen suggereerden de vorming van complexe of coördinatieverbindingen. Op het gebied van interne coördinatie, waarnaar in sommige teksten ook wordt verwezen als de eerste sfeer, zijn de liganden direct gekoppeld aan het centrale metaal.

In de externe sfeer van coördinatie, soms de tweede bol genoemd, zijn andere ionen gebonden aan het complexe ion. Werner ontving de Nobelprijs in 1913 voor zijn theorie van coördinatie (Introduction to Coordination Chemistry, 2017).

Deze coördinatietheorie zorgt ervoor dat overgangsmetalen twee soorten valentie hebben: de eerste valentie, bepaald door het oxidatiegetal van het metaal en de andere valentie genoemd coördinatiegetal.

Het oxidatienummer geeft aan hoeveel covalente bindingen in het metaal kunnen worden gevormd (bijv. IJzer (II) produceert FeO) en het coördinatiegetal geeft aan hoeveel coördinatiebindingen in het complex kunnen worden gevormd (bijv. IJzer met coördinatiegetal 4 produceert [FeCl]₄]^- en [FeCl₄]^2-) (Coördinatiecompounds, 2017).

In het geval van kobalt heeft het coördinatiegetal 6. Daarom werd in de experimenten van Werner bij het toevoegen van zilvernitraat altijd de hoeveelheid zilverchloride verkregen die een hexaco-gecoördineerd kobalt zou achterlaten..

De coördinatieverbindingen van dit type verbinding hebben het kenmerk dat ze gekleurd zijn.

In feite zijn ze verantwoordelijk voor de typische kleuring geassocieerd met een metaal (rood ijzer, blauw kobalt, enz.) En zijn ze belangrijk voor spectrofotometrische absorptie en atomaire emissieproeven (Skodje, S.F.).

referenties

1. Atkins, P.W. (2017, 23 januari). Chemische binding. Hersteld van britannica.com.
2. Clark, J. (2012, september). CO-ORDINATE (DATIVE COVALENT) LIJMEN. Opgehaald van chemguide.co.uk.
3. Coördineer Covalent Bond. (S.F.). Hersteld van chemistry.tutorvista.
4. Coördinatie Verbindingen. (2017, 20 april). Hersteld dechem.libretexts.org.
5. Inleiding tot coördinatiechemie. (2017, 20 april). Opgehaald in chem.libretexts.org.
6. Jack Halpern, G. B. (2014, 6 januari). Coördinatie samenstelling. Hersteld van britannica.com.
7. Schiller, M. (S.F.). Coördineer Covalente binding. Hersteld van easychem.com.
8. Skodje, K. (S.F.). Coördinatie Covalent Bond: definitie en voorbeelden. Ontvangen van study.com.