Ligand

Ligand (z latinského  ligare "vázat") - atom , iont nebo molekula spojená s jiným atomem ( akceptorem ) pomocí interakce donor-akceptor . Tento koncept se používá v chemii komplexních sloučenin , což označuje částice připojené k jednomu nebo více centrálním (komplexujícím) atomům kovu .

Nejčastěji k takové vazbě dochází při tvorbě tzv. „koordinační“ vazby donor-akceptor , kde ligandy působí jako Lewisova báze , to znamená, že jsou donory elektronových párů . Když jsou ligandy připojeny k centrálnímu atomu, chemické vlastnosti komplexotvorného činidla a samotných ligandů často podléhají významným změnám.

Nomenklatura ligandů

  1. Anion se nazývá nejprve v názvu sloučeniny v nominativním případě a poté v genitivu - kation.
  2. Ve jménu komplexního iontu jsou ligandy uvedeny nejprve v abecedním pořadí a poté centrální atom.
  3. Centrální atom v neutrálních kationtových komplexech se nazývá ruský název a v aniontech kořen latinského názvu s příponou „at“. Za názvem centrálního atomu je uveden oxidační stav.
  4. Počet ligandů připojených k centrálnímu atomu je označen předponami mono- , di- , tri- , tetra- , penta- atd.

Charakteristika ligandů

Elektronická struktura

Vlastně nejdůležitější charakteristika ligandu, která umožňuje vyhodnotit a predikovat jeho schopnost tvorby komplexu a sebedestrukci D-orbitalu, tj. destrukci sloučeniny jako celku. V první aproximaci zahrnuje počet elektronových párů, které je ligand schopen alokovat pro vytvoření koordinačních vazeb a elektronegativitu donorového atomu nebo funkční skupiny .

Zubní lékařství

Počet koordinačních míst centrálního atomu (nebo atomů) obsazených ligandem se nazývá denticita (z latinského  dens, dent- - zub ). Ligandy zabírající jedno koordinační místo se nazývají monodentátní (například N H 3 ), dvou - bidentátní (oxalátový anion [ O -C (=O) -C (=O) -O ] 2− ). Ligandy schopné obsadit více pozic v koordinační sféře se obvykle označují jako polydentátní . Například kyselina ethylendiamintetraoctová (EDTA), která může zaujímat šest koordinačních pozic.

Kromě denticity existuje charakteristika, která odráží počet atomů ligandu spojených s jedním koordinačním místem centrálního atomu. V anglické literatuře se označuje slovem hapticity a má nomenklaturní označení η s odpovídajícím horním indexem. Přestože zřejmě nemá v ruštině ustálený termín, v některých zdrojích lze nalézt pauzovací papír „haptness“ [1] . Jako příklad můžeme uvést cyklopentadienylový ligand v komplexech kovových center, který zaujímá jedno koordinační místo (tj. je monodentátní) a je vázán přes všech pět atomů uhlíku: η 5 -[C 5 H 5 ] - .

Metody koordinace

Ligandy s více než dvěma denticitami jsou schopny tvořit chelátové komplexy ( řecky χηλή  - dráp) - komplexy, kde je centrální atom zahrnut v jednom nebo více cyklech s molekulou ligandu. Takové ligandy se nazývají chelatační . Jako příklad lze uvést tetraaniontové komplexy stejné EDTA s tím, že několik ze čtyř M–O vazeb v ní může být formálně iontové .

Při tvorbě chelátových komplexů je často pozorován chelátový efekt  - jejich větší stabilita ve srovnání s podobnými komplexy nechelatujících ligandů. Dosahuje se ho díky většímu odstínění centrálního atomu před substitučními vlivy a entropickým efektem. Například disociační konstanta amoniakového komplexu kadmia [Cd(NH 3 ) 4 ] 2+ je téměř 1500krát větší než disociační konstanta komplexu s ethylendiaminem [Cd(en) 2 ] 2+ . Důvodem je to, že když hydratovaný kadmia(II) iont interaguje s ethylendiaminem, dvě molekuly ligandu vytěsní čtyři molekuly vody. V tomto případě se počet volných částic v systému výrazně zvyšuje a entropie systému se zvyšuje (a odpovídajícím způsobem se zvyšuje vnitřní řád komplexu). To znamená, že příčinou chelátového efektu je zvýšení entropie systému při nahrazení monodentátních ligandů polydentátními a v důsledku toho snížení Gibbsovy energie [2] .

Mezi chelatačními ligandy lze vyčlenit třídu makrocyklických ligandů, tj. molekuly s intracyklickým prostorem dostatečně velkým pro umístění komplexotvorného atomu. Příkladem takových sloučenin jsou porfyrinové báze - základ nejdůležitějších biochemických komplexů, jako je hemoglobin , chlorofyl a bakteriochlorofyl . Jako makrocyklické ligandy mohou působit také Crown ethery , kalixareny atd . .

Ligandy mohou být také můstkové, tvořící vazby mezi různými centrálními atomy v bi- nebo polynukleárních komplexech. Můstkové ligandy se označují řeckým písmenem μ ( mu ).

Poznámky

  1. ↑ Reutov O. A., Kurts A. L., Butin K. P. Organická chemie. Ve 4 dílech. Část 4. - M . : BINOM. Vědomostní laboratoř, 2004. - 726 s. — ISBN 5-94774-113-X .
  2. ↑ G. P. Zhmurko, E. F. Kazakova, V. N. Kuzněcov, A. V. Yashchenko "General Chemistry" edited by Professor S. F. Dunaev, Academy, 2011. - 240 s.

Literatura

  • Chemická encyklopedie / Ed.: Knunyants I.L. a další - M .: Sovětská encyklopedie, 1990. - T. 2 (Daf-Med). — 671 s. — ISBN 5-82270-035-5 .
  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích
 Strukturní chemie
chemická vazba
Zobrazení struktury
Elektronické vlastnosti
Stereochemie