Koordinační chemie K centrálnímu atomu může být vázáno více ligandů než odpovídá jeho oxidačnímu číslu. [Co II (gly) 3 ] -

Podobné dokumenty
Koordinační chemie K centrálnímu atomu může být vázáno více ligandů než odpovídá jeho oxidačnímu číslu. [Co II (gly) 3 ] -

Koordinační chemie K centrálnímu atomu může být vázáno více ligandů než odpovídá jeho oxidačnímu číslu. [Co II (gly) 3 ] -

Koordinační sloučeniny. Koordinační sloučeniny, dativní vazba, ligandy, názvosloví, tvary komplexů, teorie ligandového pole

sloučeniny které jsou složeny z částic tvořených centrálním atomem (iontem), který je koordinačně kovalentními (donor-akceptorová) vazbami vázán s

Komplexní částice (koordinační)

ZÁKLADY KOORDINAČNÍ CHEMIE

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

KOMPLEXOTVORNÉ REAKCE

Koordinační neboli komplexní sloučeniny

Překryv orbitalů. Vznik vazby překryvem orbitalů na dvou různých atomech A, B Obsazeno dvojicí elektronů Ψ = Ψ A Ψ Β

Koordinacní slouceniny

Orbitaly, VSEPR 1 / 18

Orbitaly, VSEPR. Zdeněk Moravec, 16. listopadu / 21

Koordinacní slouceniny

Bc. Miroslava Wilczková

anorganických sloučenin Iontové rovnice MUDr.Jan Pláteník, PhD Stavba hmoty: Atom Molekula Ion Sloučenina

Skupenské stavy. Kapalina Částečně neuspořádané Volný pohyb částic nebo skupin částic Částice blíže u sebe

KOMPLEXNÍ SLOUČENINY OTÁZKY A ÚLOHY

anorganických sloučenin Iontové rovnice MUDr. Jan Pláteník, PhD. Stavba hmoty: Atom Molekula Ion Sloučenina

Atom vodíku. Nejjednodušší soustava: p + e Řešitelná exaktně. Kulová symetrie. Potenciální energie mezi p + e. e =

Teorie chemické vazby a molekulární geometrie Molekulární geometrie VSEPR

Názvosloví anorganických sloučenin

Koordinační sloučeniny. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do Vaší budoucnosti

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

John Dalton Amadeo Avogadro

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

Chemická vazba. Důvody pro vazbu = menší energie atomů ve vázaném stavu než energie jednotlivých oddělených atomů

Teorie hybridizace. Vysvětluje vznik energeticky rovnocenných kovalentních vazeb a umožňuje předpovědět prostorový tvar molekul.

Opakování

Chemická vazba. John Dalton Amadeo Avogadro

Periodická soustava prvků

Autor: Tomáš Galbička Téma: Názvosloví komplexních sloučenin Ročník: 2.

ACH 02 VZÁCNÉPLYNY. Katedra chemie FP TUL VZÁCNÉ PLYNY

Víceatomové molekuly s jedním centrálním atomem

Chemická vazba. Důvody pro vazbu = menší energie atomů ve vázaném stavu než energie jednotlivých oddělených atomů

Orbitaly ve víceelektronových atomech

02 Nevazebné interakce

Anorganická chemie Odpovědi k úlohám na konci kapitol (1-9)

Inovace studijních materiálů. Názvosloví koordinačních sloučenin

Úvod do studia organické chemie

U Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT

Klasifikace struktur

Vzorce a tvary víceatomových molekul nekovů Lewisova teorie kyselin a bází

Chemická vazba. Důvody pro vazbu = menší energie atomů ve vázaném stavu než energie jednotlivých oddělených atomů

Molekuly 2. Víceatomové molekuly s jedním centrálním atomem. Hybridizace. Hybridizace sp 3. Hybridizace

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

Periodický systém víceelektronové systémy elektronová konfigurace periodický systém periodicita fyzikálních a chemických vlastností

Geochemie endogenních procesů 1. část

Jméno autora: Mgr. Ladislav Kažimír Datum vytvoření: Číslo DUMu: VY_32_INOVACE_09_Ch_OB Ročník: I. Vzdělávací oblast: Přírodovědné

Prvky, kyseliny, soli, komplexní sloučeniny. 1 / 14

DOUČOVÁNÍ KVINTA CHEMIE

Základy analýzy potravin Přednáška 1

ATOMOVÉ JÁDRO. Nucleus Složení: Proton. Neutron 1 0 n částice bez náboje Proton + neutron = NUKLEON PROTONOVÉ číslo: celkový počet nukleonů v jádře

Chemie = přírodní věda zkoumající složení a strukturu látek a jejich přeměny v látky jiné

PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z CHEMIE bakalářský studijní obor Bioorganická chemie 2011

Valenční elektrony a chemická vazba

VI. skupina PS, ns 2 np4 Kyslík, síra, selen, tellur, polonium

Teorie krystalového pole (ligandového)

2. Polarita vazeb, rezonance, indukční a mezomerní

ABSORPČNÍ A LUMINISCENČNÍ SPEKTROMETRIE V UV/Vis OBLASTI SPEKTRA

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z CHEMIE bakalářský studijní obor Bioorganická chemie 2011

Triviální Voda (H 2 O) Amoniak Soda. Systematické. Většina názvů se skládá ze 2 slov Výjimka: např. chlorovodík např. jodid draselný (KI)

jádro a elektronový obal jádro nukleony obal elektrony, pro chemii významné valenční elektrony

Chemická vazba. Molekula vodíku. Elektronová teorie. Oktetové pravidlo (Kossel, Lewis, 1916) Pevnost vazby vazebná energie.

Periodická soustava prvků

Struktura atomů a molekul

Mgr. Jakub Janíček VY_32_INOVACE_Ch1r0118

ANODA KATODA elektrolyt:


KOMPLEXY EUROPIA(III) LUMINISCENČNÍ VLASTNOSTI A VYUŽITÍ V ANALYTICKÉ CHEMII. Pavla Pekárková

Iontové reakce. Iontové reakce. Protolytické reakce. Teorie kyselin a zásad. Kyseliny dle Brønstedovy. nstedovy-lowryho teorie. Sytnost (proticita(

Učební osnovy Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Chemický kroužek ročník 6.-9.

Repetitorium chemie IV. Stručné základy klasické kvalitativní analýzy anorganických látek

Teorie Molekulových Orbitalů (MO)

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

Vlastnosti. Pozor! H 3 C CH 3 H CH 3

Absorpční fotometrie

Kvalitativní analýza - prvková. - organické

ZÁKLADNÍ CHEMICKÉ POJMY A ZÁKONY

Jméno autora: Mgr. Ladislav Kažimír Datum vytvoření: Číslo DUMu: VY_32_INOVACE_20_Ch_OB Ročník: I. Vzdělávací oblast: Přírodovědné

Počítání elektronů aneb o struktuře a reaktivitě organokovů

Průvodka. CZ.1.07/1.5.00/ Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Přednáška IX: Elektronová spektroskopie II.

2.3 CHEMICKÁ VAZBA. Molekula bílého fosforu P 4 a kyseliny sírové H 2 SO 4. Předpona piko p je dílčí jednotkou a udává velikost m.

Chemická vazba. Příčinou nestability atomů a jejich ochoty tvořit vazbu je jejich elektronový obal.

Molekuly 1 12/4/2011. Molekula definice IUPAC. Molekuly. Proč existují molekuly? Kosselův model. Představy o molekulách

Ústřední komise Chemické olympiády. 55. ročník 2018/2019 TEST ŠKOLNÍHO KOLA. Kategorie E ŘEŠENÍ

DUM VY_52_INOVACE_12CH01

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Periodická tabulka řádek = perioda sloupec = skupina

STANOVENÍ CHLORIDŮ. Odměrné argentometrické stanovení chloridů podle Mohra

Periodický systém víceelektronové systémy elektronová konfigurace periodický systém periodicita fyzikálních a chemických vlastností

Transkript:

Koordinační chemie 1893 K centrálnímu atomu může být vázáno více ligandů než odpovídá jeho oxidačnímu číslu. Alfred Werner (1866-1919) P za chemii 1913 [Co II (gly) 3 ] - 1

Koordinační sloučeniny Experimentální výsledky nesouhlasí s dosavadní teorií nová teorie (model) Empirický vzorec Barva Počet molů iontů na 1 mol látky Počet molů AgCl, které lze snadno vysrážet z 1 molu látky CoCl 3.6H 3 zlatohnědá 4 3 CoCl 3.5H 3 fialová 3 2 CoCl 3.4H 3 zelená 2 1 CoCl 3.3H 3 zelená 0 0 ktaedr H 3 Cl H 3 Cl H 3 Co Cl H 3 Co Cl H 3 Cl Cl H 3 2

Koordinační sloučeniny [Co(H 3 ) 6 ]Cl 3 [Co(H 3 ) 5 Cl]Cl 2 [Co(H 3 ) 4 Cl 2 ]Cl 3+ 2+ + Kov v oxidačním stavu n+ (primární valence) Komplex má koordinační číslo m (sekundární valence) Ligandy vázány k centrálnímu atomu donor-akceptorovými vazbami 3

Koordinační sloučeniny Elektrická vodivost roztoků komplexních sloučenin 4

Ligandy Koordinační sloučeniny n+/- X +/- n áboj komplexu Centrální kation nebo atom kovu Anion/kation opačného náboje Centrální kation kovu nebo neutrální atom je obklopen souborem ligandů. Každý ligand poskytne 2 elektrony do volných d-orbitalů kovu a vytvoří donor-akceptorovou vazbu. Počet ligandů = koordinační číslo 5

Vnitřní a vnější sféra komplexu Vnitřní koordinační sféra = Vnější koordinační sféra = Vnější koordinační sféra Vnitřní koordinační sféra ligandy přímo vázané k centrálnímu atomu ionty asociované s komplexem, ale ne přímo vázané k centrálnímu atomu protiion H 2 S 4 2- H 2 ligand H 2 H 2 Mn 2+ H 2 H 2 Mn 2+ S 3 H 2 H 2 H 2 H 2 H 2 [Mn(H 2 ) 5 (S 4 ) 5 ]: vnitřní koordinace S 4 2- [Mn(H 2 ) 6 ][S 4 ]: vnější koordinace S 4 2-6

Koordinační sloučeniny v pevné fázi K 2 [PtCl 6 ] 7

Změna pořadí energetických hladin Ar [e] 3s 2 3p 6 (4s 0 ) K [Ar]4s 1 (3d 0 4p 0 ) Ca [Ar] 4s 2 (3d 0 4p 0 ) Sc [Ar] 3d 1 4s 2 (4p 0 ) Ti [Ar] 3d 2 4s 2 (4p 0 ) 8

Vyšší stabilita zpola zaplněných d-orbitalů Cr [Ar] 3d 5 4s 1 (4p 0 ) Cu [Ar] 3d 10 4s 1 (4p 0 ) 9

xidační stavy přechodných kovů Sc Ti V Cr Mn Fe Co i Cu Zn 3 2,3 4 1,2,3 4,5 1,2,3,4, 5,6 1,2,3,4,5,6,7 2,3, 4,5,6 1,2,3, 4 1,2 3,4 1,2 2 10

Výpočet počtu d-elektronů Kolik elektronů je ve valenční slupce Cr [Ar] 3d 5 4s 1 (4p 0 ) Kolik elektronů je odebráno při tvorbě kationtu: elektrony z s-orbitalu jsou odejmuty jako PRVÍ Cr 3+ Kolik elektronů zůstane v d-orbitalech Cr 3+ [Ar] 3d 3 4s 0 (4p 0 ) Cr 3+ je tzv. d 3 kation 11

ox = - - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 en = H 2 H 2 komplex x.č. (Ligand) x.č. (M) počet d-elektronů [Cr 2 7 ] 2- -2 +6 d 0 [Mn 4 ] - -2 +7 d 0 [Ag(H 3 ) 2 ] + 0 +1 d 10 [Ti(H 2 ) 6 ] 3+ 0 +3 d 1 [Co(en) 3 ] 3+ 0 +3 d 6 [PtCl 2 (H 3 ) 2 ] -1, 0 +2 d 8 [V(C) 6 ] 4- -1 +2 d 3 [Fe(ox) 3 ] 3- -2 +3 d 5 12

Donor-akceptorová vazba donor-akceptorová vazba je ekvivalentní kovalentní vazbě Akceptor Volný orbital Donor Volný e pár Kovalentní vazba 13

VB teorie H H H + Donor-akceptorová vazba F B F F F H F B H F H F H F B H F H H 3 + BF 3 H 3 _ > BF 3 Donor-akceptorová vazba 14

Donor-akceptorová vazba H 3 + BF 3 H 3 _ > BF 3 VB teorie F F F F F F F F F H H H H H H H H H B M teorie 15

VB teorie Donor-akceptorová vazba "Lewisovská báze" [Co(H 3 ) 6 ] 3+ H 3 3+ 6 H H H + Co 3+ H 3 H 3 H 3 H 3 H 3 Každý ligand poskytne do vazby 2 elektrony "Lewisovská kyselina" 16

Pt 2+ [Xe] 4f 14 5d 8 4s 0 d s p PtCl 4 2- dsp 2 hybridní orbitaly elektrony z Cl -, čtvercový d s p i 2+ [Ar] 3d 8 4s 0 icl 4 2- sp 3 hybridní orbitaly elektrony z Cl -, tetraedrický 17

Co 3+ [Ar] 3d 6 4s 0 d s p CoF 6 3- Co 3+ [Ar] 3d 6 4s 0 Co(H 3 ) 6 3+ d s sp 3 d 2 hybridní orbitaly elektrony z F -, oktaedrický p L L L L L d 2 sp 3 hybridní orbitaly elektrony z H 3, oktaedrický L 18

Monodentátní ligandy C oxid uhelnatý Cr C i(c) 4, Fe(C) 5, Mo(C) 6 H 3 amoniak P PPh 3 fosfan H 2 voda SR 2 thioether 19

HSAB = Teorie tvrdých a měkkých kyselin a bazí R. Pearson 1963 Vysoká oxidační čísla centrálního atomu jsou stabilizována F, 2 ízká oxidační čísla jsou stabilizována C, C Tvrdá Měkká Kyselina Báze 20

Tvrdé donorní atomy HSAB Měkké donorní atomy H 3, F -, H 2, H -, C 2-3 Malé donorní atomy Silně elektronegativní Málo polarizovatelné slabé C, PPh 3, I -, C 2 H 4, SRH, C -, SC - Velké donorní atomy Málo elektronegativní Snadno polarizovatelné stabilní komplexy komplexy stabilní komplexy Tvrdé kovy Fe(III), Mg(II), Cr(III), Al(III) Malé atomy (1. přech. řada) Vysoký náboj Měkké kovy Ag(I), Cu(I), Hg(II), Au(I) Velké atomy (2. a 3. přech. řada) Malý náboj 21

eutrální bidentátní ligandy H 2 H 2 [PtCl 2 (en)] pětičlenný chelátový cyklus čtvercově planární komplex 1,2-diaminoethan = ethylendiamin = en Ph 2 P PPh 2 1,2-difenylfosfinoethan dppe 2,2'-bipyridin bipy 1,10-fenanthrolin phen Chelatace - ligandy jsou vázány velmi pevně k centrálnímu atomu 22

Aniontové bidentátní ligandy H 3 C acetát = ac - - - oxalát = ox 2- R R 1 H Pd H R 1 komplex Pd(II)-oxim R π-donorní bidentátní ligand Fe C C C [Fe(C) 3 (η 4 -C 4 H 6 )] 23

Tridentátní ligandy H 2 H H 2 diethylentriamin dien 2,2':6',2"-terpyridin tpy 1,2,4-triazacyklononan makrocyklický ligand H H H 24

Tetradentátní ligandy H 2 H 2 H 2 tris(2-aminoethyl)amin tren H H H H porfyrin ftalocyanin 25

Multidentátní ligandy tetraanion kyseliny ethylendiamintetraoctové EDTA - - - - M Hexadentátní 26

Topologie komplexů komplexace chelatace makrocyklický efekt kryptátový efekt H 3 n+ H 3 M H 3 H 3 H 3 H 3 n+ H 3 M H 2 H 3 H 2 H H M H H n+ H H n + H 3 n+ H 3 M H 2 H 2 H H M H H H n+ H 3 H 3 H 2 M H 2 H 2 27

ázvosloví komplexních sloučenin H 2 voda aqua- H 3 amoniak ammin- C oxid uhelnatý karbonyl- S 2-4 síran sulfato- S 2 2-3 thiosíran thiosulfato- P 3-4 fosforečnan fosfato- H 2 P - 4 dihydrogenfosforečnan dihydrogefosfato- CH 3 C - octan acetato- C 2 2-4 šťavelan oxalato- (CH 3 ) 2 - dimethylamid dimethylamido- F - fluorid fluoro- 2- oxid oxo- H - hydroxid hydroxo- 2-2 peroxid peroxo- H - 2 hydrogenperoxid hydrogenperoxo- H - hydrid hydrido- S 2- sulfid thio- S 2-2 disulfid disulfido- HS - hydrogensulfid merkapto- C - kyanid kyano- SC - thiokyanatan thiokyanato- 28

ázvosloví komplexních sloučenin K 3 [Fe(C) 6 ] [Cr(en) 3 ]Cl 3 [Pt(H 3 ) 4 ][PtCl 4 ] [Co(H 3 ) 3 Cl 3 ] [i(c) 4 ] a[co(c) 4 ] K 4 [i(c) 4 ] hexakyanoželezitan tridraselný (draselný) chlorid tris(ethylendiamin)chromitý tetrachloroplatnatan tetraamminplatnatý komplex triammin-trichlorokobaltitý tetrakarbonyl niklu (nebo nikl) tetrakarbonylkobaltid(1-) sodný tetrakyanonikl(4-) tetradraselný 29

Stabilita komplexů Konstanta stability komplexu = rovnovážná konstanta tvorby Vysoká hodnota K = stabilní komplex 30

Stabilita komplexů Konstanta stability komplexu ML n 31

Stabilita komplexů Celková konstanta stability komplexu 32

Stabilita komplexů 33

Stabilita komplexů 34

Chelátový efekt logk = 8.61 [i(h 2 ) 6 ] 2+ + 6 H 3 [i(h 3 ) 6 ]2+ + 6 H 2 [i(h 2 ) 6 ] 2+ + 3 en logk = 18.28 [i(en) 3 ] 2+ + 6 H 2 ΔG = RT lnk = ΔH TΔS ΔH stejná pro obě reakce (i- i-) ΔS vysoká pro chelataci, vzniká více částic 35

Cheláty, makrocykly, kryptáty obelova cena za chemii 1987 Donald J. Cram Jean-Marie Lehn Charles J. Pedersen 36

Cheláty, makrocykly, kryptáty EDTA kyselina ethylendiamintetraoctová CH CH HC CH Co Chelatační terapie Pb otravy Chelatometrie Rozpouští CaC 3 37

Cheláty, makrocykly, kryptáty Metaloporfyriny: M = Fe (hem, cytochrom c), Mg (chlorofyl), Co (B 12 ) R 9 R 8 R 1 R 7 R 2 R 12 M R 10 R 6 R 3 R 5 R 11 R 4 38

Hemoglobin 39

6C 2 + 6H 2 C 6 H 12 6 + 6 2 Mg chlorofyl 40

Cheláty, makrocykly, kryptáty Valinomycin 41

Tvary komplexních molekul a iontů Prvky hlavních skupin a přechodné prvky s d 0 nebo d 10 >>>> VSEPR (kulově symetrické rozložení d-elektronové hustoty) Přechodné prvky s d n >>>>>>>>> Teorie ligandového pole (e VSEPR - nesymetrické rozložení d-elektronové hustoty) 42

ejdůležitější tvary komplexních částic L L L L L M L L L M L L ktaedrické komplexy h Tetraedrické komplexy T d 43

ejdůležitější tvary komplexních částic Tetraedrický 109 o 28' C.. 4 Čtvercově planární 90 o C.. 4 Trigonálně bipyramidální 120 o + 90 o C.. 5 Čtvercově pyramidální 90 o C.. 5 ktaedrický 90 o C.. 6 44

ejdůležitější tvary komplexních částic Koordinační číslo 2 Cu(I), Ag(I), Au(I), Hg(II) 180 o lineární [CuCl 2 ] - [Au(C) 2 ] - Koordinační číslo 3 trigonálně planární [Cu(C) 2 ] - [HgI 3 ] - C C Cu C Cu C Cu C Cu C 120 o C C n 45

ejdůležitější tvary komplexních částic Koordinační číslo 5 Trigonálně bipyramidální Čtvercově pyramidální axiální ligandy apikální ligand 90 o 90 o 120 o ekvatoriální ligandy Tyto dvě struktury mají velmi podobnou energii bazální ligandy 46

Trigonálně bipyramidální Čtvercově pyramidální Cl Cl Cu Cl Cl Cl 3- C C C Co C C 3- [CuCl 5 ] 3- [Co(C) 5 ] 3- Co Br + V [Co(Me 6 tren)br] + [V(acac) 2 ] 47

Izomerie komplexních sloučenin Konstituční (strukturní) izomerie Vazebná Koordinační Ionizační Prostorová (stereo) izomerie Geometrická ptická 48

Konstituční (strukturní) izomerie Vazebná: SC -, 2-, C - 2+ 2+ H 3 H 3 H 3 H 3 Co H 3 H 3 H 3 H 3 H 3 Co H 3 nitro- nitrito- 49

Konstituční (strukturní) izomerie Koordinační: [Pt(H 3 ) 4 ][CuCl 4 ] [Cu(H 3 ) 4 ][PtCl 4 ] Ionizační: [Co(H 3 ) 5 S 4 ]Br [Co(H 3 ) 5 Br]S 4 50

Prostorová (stereo) izomerie Geometrická: cis-trans, diastereomery 51

Prostorová (stereo) izomerie Geometrická: cis-trans, diastereomery cis trans Cl H 3 H 3 Pt Cl Cl Pt Cl H 3 H 3 52

Protinádorové léky H 3 Cl Pt H 3 Cl Cisplatin H 3 H 3 Pt Carboplatin H 3 H 3 Pt edaplatin H 2 Pt H 2 xaliplatin eaktivní látky H 2 H 3 Cl Cl Pt Pt H 3 H Cl H 2 53

Prostorová (stereo) izomerie Cisplatina = kancerostatikum H 2 H H 3 H H Pt H 3 H H H H H 2 P - H H DA H P H H - 54

Prostorová (stereo) izomerie Geometrická: mer-fac, diastereomery fac A B mer A B A M B A M B A B B A S fac mer S L S M L M L L L L 55

Prostorová (stereo) izomerie ptická: enanciomery 56

ptická: enanciomery Prostorová (stereo) izomerie [Co(en) 3 ] 3+ emá S n S 1 = rovina symetrie S 2 = střed symetrie 57

Prostorová (stereo) izomerie 58

ptická rotace epolarizované světlo šíření vln s vektory el. pole v mnoha směrech Polarizované světlo filtrem vybrán jen jeden směr pticky aktivní látka stáčí rovinu polarizovaného světla o určitý úhel Měření úhlu stočení analyzátorem druhý filtr 59

1) VB Popis vazby v komplexech 2) Teorie krystalového pole (CFT = Crystal Field Theory) 1929, Hans Bethe Čistě elektrostatické interakce mezi ligandy a kovem 3) Teorie ligandového pole (LFT = Ligand Field Theory) 1935, modifikace J. H. Van Vleck Podíl kovalence 4) M 60

ktaedrický komplex Teorie ligandového pole z Centrální atom ve středu oktaedru y x Ligandy jako záporné bodové náboje 61

d-orbitaly v oktaedrickém poli ligandů 62

Izolovaný kation 5 degenerovaných d-orbitalů Interakce ligandy-kation Interakce ligandy-d elektrony 63

Rozštěpení d-hladin v h poli e g Destabilizace 0.6 Δ o 5 degenerovaných d-orbitalů v izolovaném kationtu t 2g Stabilizace 0.4 Δ o 64

Stabilizační energie ligandového pole (CFSE = Crystal Field Stabilization Energy ) Δ o Δ o Slabé pole Δ o < P (párovací energie) Vysokospinové komplexy Silné pole Δ o > P (párovací energie) ízkospinové komplexy 65

Stabilizační energie ligandového pole, CFSE Vysokospinové komplexy ízkospinové komplexy Slabé pole Silné pole Δ o roste 66

Slabé pole Silné pole e CFSE e CFSE d 1 t 2g 1 1 0.4 Δ o t 2g 1 1 0.4 Δ o d 2 t 2g 2 2 0.8 Δ o t 2g 2 2 0.8 Δ o d 3 t 2g 3 3 1.2 Δ o t 2g 3 3 1.2 Δ o d 4 t 2g 3 e g 1 4 0.6 Δ o t 2g 4 2 1.6 Δ o d 5 t 2g 3 e g 2 5 0.0 Δ o t 2g 5 1 2.0 Δ o d 6 t 2g 4 e g 2 4 0.4 Δ o t 2g 6 0 2.4 Δ o d 7 t 2g 5 e g 2 3 0.8 Δ o t 2g 6 e g 1 1 1.8 Δ o d 8 t 2g 6 e g 2 2 1.2 Δ o t 2g 6 e g 2 2 1.2 Δ o CFSE = (n t 2g ) 0.4 Δ o (n e g ) 0.6 Δ o e = počet nepárových elektronů 67

Rozštěpení d-hladin v h poli bsazení energetických hladin elektrony: Výstavbový princip Hundovo pravidlo Pauliho princip 68

Rozštěpení d-hladin v h poli Vysokospinový komplex ízkospinový komplex Slabé pole Malé štěpení Silné pole Velké štěpení Slabý ligand Δ o roste Silný ligand 69

Stabilizační energie ligandového pole d 0 d 5 d 10 70

Rozštěpení d-hladin v h poli e g 3/5Δ o 2/5Δ o 10Dq t 2g [Ti(H 2 ) 6 ] 3+ d 1 t 2g1 e g 0 t 2g e g 1 růžový 243 kj mol 1 (Δ o ) 71

UV-vis absorpční spektrum [Ti(H 2 ) 6 ] 3+ 72

Elektronické přechody Elektronický přechod Tato energie je právě dostatečná pro excitaci elektronu Energie záření roste 73

74

Rozštěpení d-hladin v T d poli t 2 2/5Δ t 3/5Δ t e Δ t = 4/9 Δ o T d komplexy jsou vždy vysokospinové žádný d-orbital nemířípřímo k ligandům (jako u h ) slabší interakce 75

d-orbitaly v tetraedrickém poli ligandů 76

Rozštěpení d-hladin v čtvercovém poli (d 8 ) i(c) 4 2-,PdCl 4 2-, x2 -y2 x 2 -y2 b 1g Pt(H 3 ) 4 2+,PtCl 4 2-, e g AuCl 4 - z 2 xy b 2g t 2g xy z 2 a 1g d 8 xz, yz xz, yz e g dtržení ligandů v ose z 77

18-ti elektronové pravidlo Počet d-elektronů neutrálního kovu + 2 e neutrální ligandy + 1 e aniontové ligandy součet 18 pro stabilní komplexy Cr(C) 6 Cr d 6 6 C 6 2 = 12 celkem 18 [Co(H 3 ) 3 Cl 3 ] Co d 9 3 H 3 3 2 = 6 3 Cl 3 1 = 3 celkem 18 78

Vliv ligandů na vlastnosti komplexů en = ethylendiammin 79

Vliv ligandů na vlastnosti komplexů e g rozštěpení ligandového pole roste t 2g 80

Faktory ovlivňující velikost rozštěpení ligandového pole Spektrochemická řada ligandů: I - < Br - < S 2- < SC - < Cl - < 3-, F - < H - < ox, 2- < H 2 < CS - < py, H 3 < en < bpy, phen < 2- < CH 3-, C 6 H 5- < C - < C Centrální atom: 3d < 4d < 5d 2+ < 3+ < 4+ Mn 2+ < i 2+ < Co 2+ < Fe 2+ < V 2+ < Fe 3+ < Co 3+ < Mn 3+ < Mo 3+ < Rh 3+ < Ru 3+ < Pd 4+ < Ir 3+ < Pt 4+ Typ koordinace 4/9 Δ = Δ t Síla a délka vazby M-L 81

Elektronické přechody Elektronický přechod 82

83

Popis vazby v komplexech pomocí M 3 x np 1x ns 5x (n 1) d rbitaly kovu SALCA rbitaly ligandů 84

Valenční orbitaly kovu z s p x p y p z d xy d xz d yz x y d x2-y2 d z2 85

e g 3 x np t 1u Sigma vazby M-L a 1g 86

evazebné d-orbitaly t 2g eexistuje žádná vhodná kombinace A ligandů (pro sigma vazbu) 87

88

t 1u * (n+1)p t 1u a 1g * (n+1)s a 1g e g * nd e g,t 2g Δ o t 2g a 1g, e g, t 1u e g t 1u a 1g M ML 6 6L 89

t 2 * (n+1)p t 2 a 1 * (n+1)s a 1 t 2 * nd e, t 2 Δ t e a 1, t 2 a 1 t 2 M ML 4 4L(LGs) 90

(n+1)p a 2u,e u e u * a 1g * a 2u (n+1)s a 1g b 1g * a 1g nd e g,a 1g,b 1g,b 2g Δ b 2g,e g a 1g, e g, t 1u e u b 1g M ML 4 (D 4h ) 4L(LGs) a 1g 91

M při π-vazbě pπ-dπ R -, RS -, 2-, F -, Cl -, Br -, I -, R 2 - dπ-dπ R 3 P, R 3 As, R 3 S C H H dπ-π* C, RC, pyridin, C -, 2, 2 -, ethylen dπ-σ* H 2, R 3 P, alkany 92

LUM Volný e pár na C HM Volný e pár na 93 C

Pi baze Pi kyselina 94

Ligandy s pi orbitaly Pi baze Pi kyselina 95

Zpětná pi donace M C Sigma donace M C 96

Jahn-Tellerova distorze Degenerované hladiny Částečně obsazené elineární molekuly δ 1 δ 1 Degenerace se odstraní Δ 0 deformací Δ 0 Δ 0 δ 2 97

98

Kinetika [M(H 2 ) n ] x+ + H 2 * [M(H 2 * )(H 2 ) n-1 ] x+ + H 2 τ (s) H 2 10 8 6 4 2 0-2 -4-6 -8-10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 IERTÍ Metal ion Ir Rh Cr Ru 3+ 3+ 3+ 3+ Ru 2+ Be 2+ 3+ 3+ At Fe Ga V 3+ 3+ i Mg Ti 2+ 3+ 3+ In Tm Yb 3+ 3+ 2+ 2+ Fe V 2+ 2+ Co Mn K Rb a+ Cs Li + + Ca Er 2+ 3+ 2+ + Sr Ba Ho 3+ Cr + 2+ 2+ Dy Tb Gd Cu 2+ 3+ 3+ 3+ 2+ LABILÍ Pt 2+ Pd 2+ 2+ 2+ Zn Cd Hg 2+ -10-8 -6-4 -2 0 2 4 6 8 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 1 k H 2 (s ) 99

Mechanismy reakcí Mechanismus Disociativní (D) W(C) 6 W(C) + 5 C W(C) + 5 PPh 3 W(C) 5 (PPh 3 ) Asociativní (A) [i(c) 4 ] 2- + 14 C - [i(c) 4 ( 14 C) ] 3- [i(c) 4 ( 14 C) ] 3- [i(c) 3 ( 14 C) ] 2- + C - 100

Trans-zeslabení: schopnost ligandu zeslabit vazbu k jinému ligandu v trans poloze Trans-efekt: schopnost ligandu urychlit substituci jiného ligandu v trans poloze 101

Mechanismy reakcí Výměnný (I) meziprodukt ML n + Y MYL n-1 + L 102

Magnetické vlastnosti komplexů χ = M H Magnetická susceptibilita M = magnetizace H = intenzita magnetického pole Molární magnetická susceptibilita χ M χ M = ρ w χ 2 A μ = 4 kt M = C T Magnetický moment ( S + 1) = n( 2) μ = 2 S n + 103

Magnetické vlastnosti komplexů 104