Ligand

Ligand (från latin  ligare "att binda") - en atom , jon eller molekyl associerad med en annan atom ( acceptor ) med hjälp av donator-acceptor-interaktion . Konceptet används i kemin av komplexa föreningar , vilket betecknar partiklar bundna till en eller flera centrala (komplexbildande) metallatomer .

Oftast sker sådan bindning med bildandet av den så kallade "koordinations" donator-acceptorbindningen , där liganderna fungerar som en Lewis-bas , det vill säga de är elektronpardonatorer . När ligander är fästa vid den centrala atomen genomgår de kemiska egenskaperna hos det komplexbildande medlet och själva liganderna ofta betydande förändringar.

Nomenklatur av ligander

1. Anjonen kallas först i föreningens namn i nominativfallet och sedan i genitiv - katjonen.
2. I namnet på en komplex jon listas liganderna först i alfabetisk ordning och sedan den centrala atomen.
3. Den centrala atomen i neutrala katjoniska komplex kallas det ryska namnet, och i anjoner roten till det latinska namnet med suffixet "at". Efter namnet på den centrala atomen anges oxidationstillståndet.
4. Antalet ligander fästa vid den centrala atomen indikeras av prefixen mono- , di- , tri- , tetra- , penta- , etc.

Egenskaper för ligander

Elektronisk struktur

Egentligen den viktigaste egenskapen hos en ligand, som gör det möjligt att utvärdera och förutsäga dess förmåga till komplexbildning och självdestruktion av D-orbital, dvs förstörelsen av föreningen som helhet. I den första approximationen inkluderar den antalet elektronpar som liganden kan allokera för skapandet av koordinationsbindningar och elektronegativiteten hos den donerande atomen eller den funktionella gruppen .

Tandvård

Antalet koordinationsställen för den centrala atomen (eller atomerna) som upptas av liganden kallas denticitet (av latin  dens, dent- - tand ). Ligander som upptar ett koordinationsställe kallas monodentat (till exempel N H 3 ), två- bidentat (oxalatanjon [ O -C (=O) -C (=O) -O ] 2− ). Ligander som kan inta fler positioner i koordinationssfären kallas vanligtvis polydentat . Till exempel etylendiamintetraättiksyra (EDTA), som kan uppta sex koordinationspositioner.

Förutom denticitet finns det en egenskap som återspeglar antalet ligandatomer associerade med en koordinationsplats för den centrala atomen. I engelsk litteratur betecknas det med ordet hapticity och har nomenklaturbeteckningen η med motsvarande upphöjd. Även om det uppenbarligen inte har en väletablerad term på det ryska språket, kan man i vissa källor hitta spårpappers "lycklighet" [1] . Som ett exempel kan vi ge en cyklopentadienylligand i metallcentrumkomplex, som upptar ett koordinationsställe (det vill säga den är monodentat) och är bunden genom alla fem kolatomerna: η 5 -[C 5 H 5 ] - .

Samordningsmetoder

Ligander med mer än två denticiteter kan bilda kelatkomplex ( grekiska χηλή  - klo) - komplex där den centrala atomen ingår i en eller flera cykler med ligandmolekylen. Sådana ligander kallas kelatbildande . Som ett exempel kan man nämna tetraanjonkomplex av samma EDTA, och notera att flera av de fyra M–O-bindningarna i den formellt kan vara joniska .

Under bildandet av kelatkomplex observeras ofta en kelateffekt  - deras större stabilitet jämfört med liknande komplex av icke-kelatbildande ligander. Det uppnås på grund av större avskärmning av den centrala atomen från substituerande influenser och entropieffekten . Till exempel är dissociationskonstanten för ammoniakkomplexet av kadmium [Cd(NH 3 ) 4 ] 2+ nästan 1500 gånger större än den för komplexet med etylendiamin [Cd(en) 2 ] 2+ . Anledningen till detta är att när en hydratiserad kadmium(II)jon interagerar med etylendiamin, förskjuter två ligandmolekyler fyra vattenmolekyler. I detta fall ökar antalet fria partiklar i systemet avsevärt, och systemets entropi ökar (och komplexets inre ordning ökar i enlighet därmed). Det vill säga, orsaken till kelateffekten är en ökning av systemets entropi när monodentate ligander ersätts med polydentate och, som ett resultat, en minskning av Gibbs-energin [2] .

Bland de kelatbildande liganderna kan en klass av makrocykliska ligander pekas ut, d.v.s. molekyler med ett intracykliskt utrymme som är tillräckligt stort för att rymma en komplexbildande atom. Ett exempel på sådana föreningar är porfyrinbaser - basen för de viktigaste biokemiska komplexen, såsom hemoglobin , klorofyll och bakterioklorofyll . Kronetrar , calixarener etc. kan också fungera som makrocykliska ligander .

Ligander kan också vara överbryggande och bilda bindningar mellan olika centrala atomer i bi- eller polynukleära komplex. Överbryggade ligander betecknas med den grekiska bokstaven μ ( mu ).

Anteckningar

1. ↑ Reutov O. A., Kurts A. L., Butin K. P. Organisk kemi. I 4 delar. Del 4. - M . : BINOM. Kunskapslaboratoriet, 2004. - 726 sid. — ISBN 5-94774-113-X .
2. ↑ G. P. Zhmurko, E. F. Kazakova, V. N. Kuznetsov, A. V. Yashchenko "General Chemistry" redigerad av professor S. F. Dunaev, Academy, 2011. - 240 s.

Litteratur

• Chemical Encyclopedia / Red.: Knunyants I.L. och andra - M . : Soviet Encyclopedia, 1990. - T. 2 (Daf-Med). — 671 sid. — ISBN 5-82270-035-5 .

Ordböcker och uppslagsverk	Stor katalanska Stor katalanska Stor ryss Britannica (online)
I bibliografiska kataloger	BNF : 12242453s J9U : 987007529355105171 LCCN : sh85076868 NKC : ph561150

Strukturkemi
kemisk bindning	Aromaticitet kovalent bindning Jonbindning metallanslutning vätebindning Donator-acceptor interaktion Tautomerism Van der Waals anslutning
Strukturdisplay	Funktionell grupp Strukturformel Skelettformel molekylär graf LEDER Kemisk formel ligand Koordinationsgeometri Koordinationssfär
Elektroniska egenskaper	Elektronnegativitet elektronaffinitet Joniseringsenergi Polaritet av kemiska bindningar Oktettregel
Stereokemi	asymmetrisk atom isomeri Konfiguration Chiralitet Gestaltning