ZÁKLADY KOORDINAČNÍ CHEMIE

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

Komplexní částice (koordinační)

Koordinační neboli komplexní sloučeniny

Koordinacní slouceniny

Koordinacní slouceniny

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

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

KOMPLEXOTVORNÉ REAKCE

Bc. Miroslava Wilczková

KOMPLEXNÍ SLOUČENINY OTÁZKY A ÚLOHY

Názvosloví anorganických sloučenin

Úvod do studia organické chemie

02 Nevazebné interakce

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

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

Absorpční fotometrie

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

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

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

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

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

Opakování

ABSORPČNÍ A LUMINISCENČNÍ SPEKTROMETRIE V UV/Vis OBLASTI SPEKTRA

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

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

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS

REAKCE: 1) ACIDOBAZICKÉ Acidum = kyselina Baze = zásada. Využití: V analytické kvantitativní chemii v odměrné analýze


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

Teorie kyselin a zásad poznámky 5.A GVN

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

UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA CHEMICKO TECHNOLOGICKÁ KATEDRA OBECNÉ A ANORGANICKÉ CHEMIE

Izomerie Reakce organických sloučenin Názvosloví organické chemie. Tomáš Hauer 2.LF UK

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115

Víceatomové molekuly s jedním centrálním atomem

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

Izomerie a stereochemie

Metody spektrální. Metody molekulové spektroskopie. UV-vis oblast. Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

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

ORGANICKÁ CHEMIE úvod

Molekulová absorpční spektrometrie (Spektrometrie ve viditelné a UV oblasti)

Chelatometrie. Stanovení tvrdosti vody

Přednáška IX: Elektronová spektroskopie II.

Inovace studijních materiálů. Názvosloví koordinačních sloučenin

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

Teorie chemické vazby a molekulární geometrie Molekulární geometrie VSEPR

ANODA KATODA elektrolyt:

Symetrie molekul a stereochemie

ACIDOBAZICKÉ - ph,, disociační konstanty neutralizační titrace úprava prostředí v kvalitativní analýze úprava prostředí u kvantitativních metod

Organická chemie - úvod

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

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

Symetrie molekul a stereochemie

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

Acidobazické reakce. 1. Arrheniova teorie. 2. Neutralizace

VY_32_INOVACE_06A_07 Teorie kyselina zásad ANOTACE

1. ročník Počet hodin

ŘEŠENÍ KONTROLNÍHO TESTU ŠKOLNÍHO KOLA

Kyselost, bazicita, pka

Gymnázium, Milevsko, Masarykova 183 Školní vzdělávací program (ŠVP) pro vyšší stupeň osmiletého studia a čtyřleté studium 4.

Molekulární krystal vazebné poměry. Bohumil Kratochvíl

Organická chemie - úvod

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

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

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

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

17. Organické názvosloví

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

Základy analýzy potravin Přednáška 1

Struktura. Velikost ionexových perliček Katex. Iontová výměna. Ionex (ion exchanger) Iontoměnič Měnič iontů. Katex (cation exchanger) Měnič kationtů

Částicové složení látek atom,molekula, nuklid a izotop

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

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

Vzorce a tvary víceatomových molekul nekovů Lewisova teorie kyselin a bází

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

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

1) Napište názvy anorganických sloučenin: á 1 BOD OsO4

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

TEST + ŘEŠENÍ. PÍSEMNÁ ČÁST PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY Z CHEMIE bakalářský studijní obor Bioorganická chemie 2010

CZ.1.07/1.5.00/ Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Protolytické děje VY_32_INOVACE_18_15. Mgr. Věra Grimmerová.

Platinové kovy. Obecné vlastnosti. Ruthenium a osmium. Jméno: Jana Homolková UČO:

[ ] d[ Y] rychlost REAKČNÍ KINETIKA X Y

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

ORGANICKÉ SLOUČENINY

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

Struktura organických sloučenin

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Název projektu: Investice do vzdělání - příslib do budoucnosti

KOMPLEXOMETRIE C C H 2

ACIDOBAZICKÉ - ph, disociační konstanty neutralizační titrace úprava prostředí v kvalitativní analýze úprava prostředí u kvantitativních metod

Roztoky - elektrolyty

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í CHEMICKÉ REAKCE

Přehled užitečných informací z chemie (kompilace: Martin Slavík, TUL 2005)

Transkript:

ZÁKLADY KOORDINAČNÍ CHEMIE Vznik komplexu: vazba se uskutečňuje donor-akceptorovým způsobem (z hlediska Lewisovy teorie kyselin a zásad jde o acidobazickou reakci) P 5 + P 6 P + P ligandy centrální atom Komplexní částice je ta: která vznikla koordinací ve které je mezi centrálním atomem a obklopujícími jej seskupeními větší počet vazeb, než činí hodnota oxidačního čísla tohoto atomu Příklad: [AlF 6 ] 3-... [SiF 6 ] 2-...[PF 6 ] -...SF 6 Výjimky: např.ual 3 Al + Al = Al Al Centrální atom i ligandy jsou zpravidla schopný samostatné existence Al 3+ + 6 F - [AlF 6 ] 3 - event. je centrální atom součástí existující molekuly PF 5 + F - [PF 6 ] -

Komplexní částice mají charakter: kationtu [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ aniontu [Fe(CN) 6 ] 4- sloučeniny, kde je komplexní kation i anion {[Cu(NH 3 ) 4 ]} 2 [Fe(CN) 6 ] neutrální sloučeniny - [Fe(CO) 5 ] Stavba komplexních částic Komplexní částice jsou tvořeny centrálními atomy (komplexy jednojaderné, dvoujaderné,... vícejaderné neboli polynukleární) a ligandy. Rozdělení ligandů podle náboje aniontové ligandy: neutrální ligandy: F -, -, CN -, SCN -, aj. H 2 O (aqua-komplexy), NH 3 (ammin-komplexy), aminy, pyridin, aj.

podle vaznosti (tj. podle počtu vazeb, které se z jednoho ligandu koordinují k jednomu centrálnímu atomu) ligandy jednovazné (jednodonorové, monodentátní) - CN -, SCN -, H 2 O, NH 3 ligangy dvojvazné (dvojdonorové, bidentátní) 1,2-diaminoethan ( ethylendiamin )... en H 2 N CH 2 CH 2 NH 2 ligandy obecně vícevazné (vícedonorové, polydentátní) - EDTA (kyselina ethylen-diamin-tetraoctová) - H 4 edta OOC H 2 C HOOC H 2 C N CH 2 CH 2 N CH 2 COO CH 2 COOH

podle typu vazby mezi centrálním atomem a ligandy Příklady ligandů F, H 2 O, NH 3, NH 2 OH, RNH 2, R 2 NH, R 3 N aj. ostatní halogenidy, OH, O 2, NH 2 CN, NO 2, CO, PH 3, PY 3, AsH 3, ethen, pyridin aj. Koordinační číslo a koordinační polyedry Počet vazeb vycházejících z centrálního atomu směrem k ligandůmurčuje koordinační číslo centrálního atomu.. Donorové atony ligandů vymezují v prostoru kolem centrálního atomu koordinační polyedr.

Ideální tvary nejběžnějších koordinačních polyedrů Koordinační číslo Tvar polyedru

Ideální tvary nejběžnějších koordinačních polyedrů Koordinační číslo Tvar polyedru

Příklady komplexních částic Anion heptafluoroniobičnanový Kation di-µ-hydroxo-bis(tetraaquaželezitý)

Anion tetrachloro-oxaláto-iriditanový Dodekakarbonyl-triangulo-triosmium Bis-(η 6 -benzen)chrom Anion trichloro-(η 2 -ethylen)platnatanový

Vazba v komplexech s nespecifikovanými donorovými atomy Atomová konfigurace komplexního aniontu Zeisovy soli Vazba mezi molekulou ethylenu a středovým atomem Pt II v aniontu Zeisovy soli

bis(η 5 - cyklopentadienyl) železnatý komplex bis(η 6 -benzen)chrom (η 4-1,5-cyklooktadien)- tetrakarbonylmolybden (η 3-2-butenyl)-trikarbonylkobaltný komplex ion [(η 5 -C 2 B 9 H 11 )Re(CO) 3 ] ion [(η 5 -C 2 B 9 H 11 ) 2 Fe 3 ]

Stabilita komplexních sloučenin M + L ML ML + L ML 2 atd. Konsekutivní (postupné) konstanty stability M + L ML M + 2 L ML 2 atd.

CHELÁTY jsou komplexní cyklické sloučeniny, které obsahují bi- nebo vícedentátní ligandy Příklady bidentátních ligandů : H 2 H 2 C C H 2 N NH 2 M ethylendiamin en N OH M 8-hydroxychinolin Cheláty mají ve srovnání s komplexy, které obsahují pouze jednodonorové ligandy s podobným typem vazby, podstatně zvýšenou stabilitu.

CHELÁTOVÝ EFEKT log β Ni 2+ + 2 NH 3 [ Ni(NH 3 ) 2 ] 2+ 5,00 + 4 NH 3 [ Ni(NH 3 ) 4 ] 2+ 7,87 + 6 NH 3 [ Ni(NH 3 ) 6 ] 2+ 8,61 Ni 2+ + en [ Ni(en)] 2+ 7,51 + 2 en [ Ni(en) 2 ] 2+ 13,86 + 3 en [ Ni(en) 3 ] 2+ 18,28 Růst stability chelátu ve srovnání s podobným komplexem s jednovaznými ligandy je důsledkem růstu entropie..

a) [M(H 2 O) x ] n+ + L jednovazný ligand [M(H 2 O) x-1 L] n + + H 2 O entropie systému se nemění b) [M(H 2 O) x ] n+ + L dvojvazný ligand [M(H 2 O) x-2 L] n + + 2 H 2 O zvětšuje se počet částic entropie roste G = Η Τ. S S G Κ pro G 0 = RT ln K rovnovážná konstanta tvorby komplexu Vliv velikosti cyklu má rovněž vliv na stabilitu komplexu. Obvykle jsou nejstabilnější ty cheláty, kdy cyklus je pěti- nebo šestičlenný..

Vliv velikosti cyklu log β Cu 2+ + en [ Cu(en)] 2+ 10,72 5 + pn [ Cu(pn)] 2+ 9,98 6 Cu 2+ + 2 en [ Cu(en) 2 ] 2+ 20,03 5 + 2 pn [ Cu(pn) 2 ] 2+ 17,17 6 Tyto dva efekty se souhrnně nazývají chelátový efekt.

Izomerie komplexních sloučenin Izomerie je jev, kdy při stejném stechiometrickém složení, lze formulovat několik molekulových vzorců látek, které se pak liší i svými vlastnostmi. Geometrická izomerie a) Čtvercově planární komplexy ML 2 2 L L L L cis- trans- b) Oktaedrické komplexy trans- cis- fac- mer- ML 4 2 ML 3 3

Optická izomerie Optické izomery (tj. stáčejí rovinu polarizovaného světla) jsou tak málo symetrické, že nemají střed symetrie ani žádnou rovinu symetrie. Tvoří vždy dva enantiomery (antipody).

Ionizační a hydratační izomerie [Co(NH 3 ) 4 2 ]NO 2 [Co(NH 3 ) 4 2 ] + + NO 2 [Co(NH 3 ) 4 (NO 2 )] [Co(NH 3 ) 4 (NO 2 )] + + [Cr(H 2 O) 6 ] 3 [Cr(H 2 O) 5 ] 2. H 2 O [Cr(H 2 O) 4 2 ]. 2 H 2 O hydratační izomerie Vazebná izomerie [Co(NH 3 ) 5 (NO 2 )] + [Co(NH 3 ) 5 (ONO)] + Další příklady ligandů: CNO ; SCN ; Koordinační izomerie [Co(NH 3 ) 6 ] [Cr(CN) 6 ] vs. [Cr(NH 3 ) 6 ] [Co(CN) 6 ]

Reakce koordinačních sloučenin Substituce [ML n ] + Y [ML n 1 Y] + L S N [ML n ] + M [M L n ] + M S E (méně běžné) S N 1 [ML n ] [ML n 1 ]* + L pomalu [ML n 1 ]* + Y [ML n 1 Y] rychle S N 2 [ML n ] + Y [ML n Y]* pomalu [ML n Y]* [ML n 1 Y] + L rychle

Rychlost substituce ovlivňují náboj centrálního atomu elektronová konfigurace povaha a geometrické uspořádání ligandů nukleofilní činidlo rozpouštědlo stérické podmínky Měření rychlosti substitučních reakcí Pomalé reakce [Co(NH 3 ) 5 ] 2+ + H 2 O [Co(NH 3 ) 5 H 2 O] 3+ + fialový změna koncentrace změny elektrické vodivosti Opticky aktivní komplexy - polarimetrie. růžový změna absorbance při určité λ Radioaktivní výměny - radioizotopové metody.. [Fe II L 6 ] + [Fe III (H 2 O) 6 ] měření ph (kation [Co(NH 3 ) 5 H 2 O] 3+ je kyselinou) [Fe III L 6 ] + [Fe II (H 2 O) 6 ] aj.

Trans efekt schopnost ligandů usnadňovat substituci v poloze trans- [Pt L 3 ] + Y L L Pt Y cis- izomer L Y Pt L trans- izomer Pořadí ligandů, vyvolávajících trans- efekt: H 2 O < OH < NH 3 < < Br < I NO 2 << CO C 2 H 4 CN

Praktický význam trans-efektu: příprava komplexů s definovanou strukturou cis- [Pt(NH 3 ) 2 (NO 2 )] Pt 2 NH 3 Pt NO 2 NH 3 O 2 N Pt NH 3 trans- [Pt(NH 3 ) 2 (NO 2 )] Pt 2 NO 2 Pt NO 2 2 NH 3 H 3 N Pt NO 2

Vazba v koordinačních sloučeninách Elektrostatická teorie ligandového pole Ligandy vytvářejí kolem centrálního atomu (silové) ligandové pole. Komplexní působení tohoto pole na centrální atom - účinek ligandového pole.. Oktaedrické komplexy Příklad 1: komplexní anion [Fe(CN) 6 ] 4-... 26Fe :...3d 6 4s 2 26Fe 2+ :...3d 6

Příklad 2: komplexní anion [FeF6]3-... 26Fe3+ :...3d5

Ligandy vytvářející silné ligandové pole tvoří nízkospinové komplexy. Ligandy vytvářející slabé ligandové pole tvoří vysokospinové komplexy. Síla ligandového pole energeticky odpovídá energii elektromagnetického záření v UV nebo VIS oblasti -zkoumání energetických přechodů metodami elektronové spektroskopie. Příklad absorpčního spektra Spektrochemická řada ligandů: uspořádání ligandů do řady podle vzrůstající síly ligandového pole. I < Br < Cr 2 O 4 2 < < SCN < N 3 < F < S 2 O 3 2 < CO 3 2 < OH < NO 3 < SO 4 2 < H 2 O < (COO) 2 2 < NCS < NH 3 < pyridin(n) < 1,2-diaminoethan (N,N) < hydroxylamin(n) < <NO 2 < H < CH 3 < C 6 H 5 < C 5 H 5 < CO < CN

Srovnání diferenciace d-orbitalů středového atomu u geometricky jiných komplexů

Jahn-Tellerův efekt(1937) Každý soubor atomů, který nemá lineární uspořádání a je elektronově degenerován, musí podlehnout drobné deformaci, která sníží jeho symetrii a sejme tak jeho degeneraci. U oktaedrických komplexů se tento jev vyskytuje tehdy, nejsou-li orbitaly zaplněny zcela, zpoloviny anebo vůbec. Typ orbitalu Počet elektronů (t 2g ) 1, 2, 4, 5 (t 2g )6 (e g ) 1, 3

Vazba v koordinačních sloučeninách pomocí delokalizovaných MO Částice ML 6