Ligand

Ligand (fra latin  ligare "at binde") - et atom , ion eller molekyle forbundet med et andet atom ( acceptor ) ved hjælp af donor-acceptor-interaktion . Konceptet bruges i kemien af ​​komplekse forbindelser , der betegner partikler knyttet til et eller flere centrale (kompleksdannende) metalatomer .

Oftest sker en sådan binding med dannelsen af ​​den såkaldte "koordinations" donor-acceptorbinding , hvor liganderne fungerer som en Lewis-base , det vil sige, at de er elektronpardonorer . Når ligander er knyttet til det centrale atom, undergår de kemiske egenskaber af det kompleksdannende middel og liganderne selv ofte betydelige ændringer.

Nomenklatur af ligander

1. Anionen kaldes først i forbindelsens navn i nominativ kasus og derefter i genitiv - kationen.
2. I navnet på en kompleks ion er liganderne først anført i alfabetisk rækkefølge og derefter det centrale atom.
3. Det centrale atom i neutrale kationiske komplekser kaldes det russiske navn, og i anioner roden til det latinske navn med suffikset "at". Efter navnet på det centrale atom er oxidationstilstanden angivet.
4. Antallet af ligander knyttet til det centrale atom er angivet med præfikserne mono- , di- , tri- , tetra- , penta- osv.

Karakteristika for ligander

Elektronisk struktur

Faktisk den vigtigste egenskab ved en ligand, som gør det muligt at evaluere og forudsige dens evne til kompleksdannelse og selvdestruktion af D-orbital, dvs. ødelæggelsen af ​​forbindelsen som helhed. I den første tilnærmelse inkluderer det antallet af elektronpar, som liganden er i stand til at allokere til skabelsen af ​​koordinationsbindinger og elektronegativiteten af ​​det donerende atom eller den funktionelle gruppe .

Dentalitet

Antallet af koordinationssteder for det centrale atom (eller atomer), der er optaget af liganden, kaldes denticitet (fra latin  dens, dent- - tand ). Ligander, der optager ét koordinationssted, kaldes monodentate (for eksempel N H 3 ), to- bidentate (oxalatanion [ O -C (=O) -C (=O) -O ] 2− ). Ligander, der er i stand til at indtage flere positioner i koordinationssfæren, omtales normalt som polydentate . For eksempel ethylendiamintetraeddikesyre (EDTA), som kan indtage seks koordinationspositioner.

Ud over denticitet er der en karakteristik, der afspejler antallet af ligandatomer forbundet med et koordinationssted for det centrale atom. I engelsk litteratur betegnes det med ordet hapticity og har nomenklaturbetegnelsen η med det tilsvarende overskrift. Selvom det tilsyneladende ikke har et veletableret udtryk i det russiske sprog, kan man i nogle kilder finde sporingspapir "haptness" [1] . Som et eksempel kan vi give en cyclopentadienylligand i metalcenterkomplekser, som optager ét koordinationssted (det vil sige den er monodentat) og er bundet gennem alle fem carbonatomer: η 5 -[C 5 H 5 ] - .

Koordineringsmetoder

Ligander med mere end to denticiteter er i stand til at danne chelatkomplekser ( græsk χηλή  - klo) - komplekser, hvor det centrale atom indgår i en eller flere cyklusser med ligandmolekylet. Sådanne ligander kaldes chelaterende . Som et eksempel kan man nævne tetraanionkomplekser af den samme EDTA, idet man bemærker, at flere af de fire M-O-bindinger i den formelt kan være ioniske .

Under dannelsen af ​​chelatkomplekser observeres ofte en chelateffekt  - deres større stabilitet sammenlignet med lignende komplekser af ikke-chelaterende ligander. Det opnås på grund af større afskærmning af det centrale atom fra substituerende påvirkninger og entropieffekten . For eksempel er dissociationskonstanten for ammoniakkomplekset af cadmium [Cd(NH 3 ) 4 ] 2+ næsten 1500 gange større end for komplekset med ethylendiamin [Cd(en) 2 ] 2+ . Årsagen til dette er, at når en hydreret cadmium(II)-ion interagerer med ethylendiamin, fortrænger to ligandmolekyler fire vandmolekyler. I dette tilfælde stiger antallet af frie partikler i systemet betydeligt, og systemets entropi stiger (og den interne rækkefølge af komplekset stiger tilsvarende). Det vil sige, at årsagen til chelateffekten er en stigning i systemets entropi, når monodentate ligander erstattes af polydentate, og som følge heraf et fald i Gibbs-energien [2] .

Blandt de chelaterende ligander kan en klasse af makrocykliske ligander udskilles, dvs. molekyler med et intracyklisk rum stort nok til at rumme et kompleksdannende atom. Et eksempel på sådanne forbindelser er porphyrinbaser - grundlaget for de vigtigste biokemiske komplekser, såsom hæmoglobin , klorofyl og bakteriochlorophyll . Kroneethere , calixarener osv. kan også fungere som makrocykliske ligander .

Ligander kan også være brodannende og danne bindinger mellem forskellige centrale atomer i bi- eller polynukleære komplekser. Broforbundne ligander er betegnet med det græske bogstav μ ( mu ).

Noter

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

Litteratur

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

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk catalansk Fantastisk catalansk Stor russer Britannica (online)
I bibliografiske kataloger	BNF : 12242453s J9U : 987007529355105171 LCCN : sh85076868 NKC : ph561150

Strukturkemi
kemisk binding	Aromaticitet kovalent binding Ionisk binding metalforbindelse hydrogenbinding Donor-acceptor interaktion Tautomerisme Van der Waals forbindelse
Struktur display	Funktionel gruppe Strukturel formel Skeletformel molekylær graf SMIL Kemisk formel ligand Koordinationsgeometri Koordinationssfære
Elektroniske egenskaber	Elektronegativitet elektronaffinitet Ioniseringsenergi Polaritet af kemiske bindinger Oktetregel
Stereokemi	asymmetrisk atom isomerisme Konfiguration Kiralitet Konfirmation