מהו קשר קוולנטי מתואם? (עם דוגמאות)

א איגרת קוולנטית מתואמת או הקישור התיאוםסוג של קשר שבו אחד האטומים המצורפת מספקת את כל האלקטרונים המשותפים.

בקשר קוולנטי פשוט, כל אטום מספק אלקטרון לאג"ח. לעומת זאת, באטום תיאום, האטומים שתורמים את האלקטרון ליצירת אג"ח נקראים אטום התורם, בעוד האטום שמקבל את זוג האלקטרונים להצטרף נקרא אטום acceptor (קלארק, 2012).

קשר תיאום מיוצג על ידי חץ שמתחיל מתוך אטומי התורם ומסתיים באטום acceptor (איור 1). במקרים מסוימים התורם יכול להיות מולקולה.

במקרה זה, אטום במולקולה יכול לתרום את זוג האלקטרונים, אשר יהיה הבסיס לואיס בעוד המולקולה עם קיבולת acceptor יהיה חומצה לואיס (תיאום קוולנט בונד, S.F.).

לקישור התיאום יש מאפיינים דומים לזו של קשר קוולנטי פשוט. לתרכובות בעלות סוג זה של קשרים יש בדרך כלל נקודות התכה ורתיחה נמוכות, עם אינטראקציה קולומבית לא קיימת בין האטומים (בניגוד לקשר היוני) והתרכובות מסיסות מאוד במים (Atkins, 2017).

כמה דוגמאות של קשרים קוולנטיים מתואמים

הדוגמה השכיחה ביותר של קשר תיאום הוא יון אמוניום, אשר נוצר על ידי שילוב של מולקולה של אמוניה פרוטון מחומצה.

באמוניה, אטום חנקן יש זוג בודד של אלקטרונים לאחר השלמת octet שלה. לתרום זוג בודד זה יון מימן, כך אטום חנקן הופך לתורם. אטום המימן הופך את המקבל (Schiller, S.F.).

דוגמה נוספת נפוצה של הצמדה dative הוא היווצרות של יון הידרוניום. כמו עם יון אמוניום, זוג האלקטרונים החופשי של מולקולת המים משמש כתורם פרוטון כי acceptor (איור 2).

עם זאת, יש לקחת בחשבון כי לאחר הקישור התיאום כבר הוקמה, כל ההידרוגנים הקשורים חמצן הם בדיוק שווה. כאשר יון מימן נשבר שוב, אין אפליה בין מי מימן הוא שוחרר.

דוגמה מצוינת לתגובת חומצה בסיסית של לואיס, המדגימה את היווצרות הקשר הקואורדינטטיבי הקובאלי, היא תגובת היווצרות של בורון trifluoride adduct עם אמוניה.

בורון טריפלואוריד הוא תרכובת שאין לה מבנה גז אצילי סביב אטום הבור. בורון יש רק 3 זוגות של אלקטרונים פגז הערכיות שלה, כך נאמר כי BF3 הוא חסר אלקטרונים.

זוג אלקטרונים unshared של חנקן אמוניה ניתן להשתמש כדי להתגבר על מחסור זה, וכן נוצר מתחם הכולל קשר תיאום.

זוג אלקטרונים זה של חנקן נתרם למסלול p הירוק של בורון. הנה אמוניה היא הבסיס של לואיס BF3 הוא חומצה של לואיס.

כימיה מתואמת

יש ענף של כימיה אנאורגנית המוקדש אך ורק ללימוד של תרכובות המהוות מתכות מעבר. מתכות אלה נקשרות לאטומים או למולקולות אחרות באמצעות קשרי תיאום ליצירת מולקולות מורכבות.

מולקולות אלה ידועות כתרכובות תיאום והמדע המחקר אותן נקרא כימיה תיאומית.

במקרה זה, החומר המצורף המתכת, אשר יהיה התורם אלקטרון, ידוע ליגנד בדרך כלל תרכובות תיאום ידועים מתחמי..

תרכובות תיאום כוללות חומרים כגון ויטמין B12, המוגלובין וכלורופיל, צבעים ופיגמנטים וזרזים המשמשים להכנת חומרים אורגניים (ג'ק הלפרן, 2014).

דוגמה של יון מורכב יהיה מורכב קובלט [Co (NH₂CH₂CH₂NH₂2ClNH₃]²⁺  אשר יהיה dichloroaminethylene דיאמין קובלט (IV).

כימיה תיאורטית התעוררה מעבודתו של אלפרד ורנר, כימאי שוויצרי שבדק תרכובות שונות של כלוריד וקובלט (III) ואמוניה. לאחר תוספת של חומצה הידרוכלורית, ורנר ציין כי אמוניה לא ניתן לבטל לחלוטין. לאחר מכן, הוא הציע כי אמוניה צריכה להיות קשורה יותר חזק יון קובלט המרכזי.

עם זאת, כאשר חנקתי כסף מימית נוספה, אחד המוצרים נוצרו היה כלוריד כסף מוצק. כמות כלוריד כסף נוצרה קשורה למספר מולקולות אמוניה קשור קובלט (III) כלוריד.

לדוגמה, כאשר חנקתי כסף נוספה CoCl₃ · 6NH₃, שלושת הכלורידים הפכו כלוריד כסף.

עם זאת, כאשר חנקתי כסף נוספה CoCl₃ · 5NH₃, רק 2 מתוך 3 כלורידים נוצרו כלוריד כסף. כאשר קול היה מטופל₃.4NH₃  עם חנקתי כסף, אחד מכל שלושה כלורידים זירז כלוריד כסף.

התצפיות שהתקבלו הציעו את היווצרותם של תרכובות מורכבות או תיאום. בתחום התיאום הפנימי, המכונה גם בכמה טקסטים כמרחב הראשון, הליגנים מחוברים ישירות למתכת המרכזית.

במרחב החיצוני של התיאום, המכונה לפעמים את הכדור השני, יונים אחרים קשורות יון מורכב. ורנר זכה בפרס נובל בשנת 1913 לתיאורית התיאום שלו (מבוא לכימיה מתואמת, 2017).

תיאוריית תיאום זו עושה למתכות המעבר שני סוגים של ערכיות: הערכיות הראשונה, שנקבעת על ידי מספר החמצון של המתכת ושאר הערכים הנקראים מספר תיאום.

מספר החמצון מספר כמה קשרים קוולנטיים יכולים להיווצר במתכת (למשל, ברזל (II) מייצר FeO) ומספר התיאום מספר כיצד ניתן ליצור מספר רב של קואורדינציה תיאולוגית במתחם (למשל, ברזל עם מספר תיאום 4 מייצר [FeCl₄]^- ו [FeCl₄]^2-) (תיאום קומפונדים, 2017).

במקרה של קובלט, יש לו מספר תיאום 6. לכן בניסויים של ורנר, בעת הוספת כסף חנקתי, כמות של כלוריד כסף כי היה לעזוב קובלט hexacoordinated תמיד הושג..

הקישורים התיאום של סוג זה של המתחם יש את המאפיין של להיות בצבע.

למעשה הם אחראים על צבע טיפוסי הקשורים מתכת (ברזל אדום, כחול קובלט וכו ') והם חשובים עבור ספיגת ספקטרופוטומטרי בדיקות פליטת אטומית (Skodje, S.F.).

הפניות

1. אטקינס, פ. וו. (2017, 23 בינואר). מליטה כימית. שחזר מ britannica.com.
2. קלארק, י. (2012, ספטמבר). CO-ORDINATE (DATIVE קוולנט) בונד. מאוחזר מ chemguide.co.uk.
3. תיאום קוולנט בונד. (S.F.). משוחזר מן הכימיה.
4. תרכובות תיאום. (2017, 20 באפריל). שחזר dechem.libretexts.org.
5. מבוא לכימיה. (2017, 20 באפריל). מאוחזר מ chem.libretexts.org.
6. ג 'ק הלפרן, ג' ב '(2014, 6 ינואר). מתחם התיאום. שחזר מ britannica.com.
7. Schiller, M. (S.F.). תיאום קוולנטיים. שחזר מ easychem.com.
8. סקודייה, ק '(ש'). תיאום קוולנט בונד: הגדרה ודוגמאות. מקורו באתר המחקר.