Αξιώματα της Θεωρίας του Werner

Ο Alfred Werner (1866-1919), ένας Ελβετός φυσικός, ήταν ο πρώτος που διατύπωσε την αρχιτεκτονική των ενώσεων συντονισμού. Συνέθεσε και χαρακτήρισε μεγάλο αριθμό μορίων συντονισμού και στη συνέχεια ερεύνησε τη φυσική και χημική συμπεριφορά τους χρησιμοποιώντας βασικές πειραματικές προσεγγίσεις. Ο Werner πρότεινε ότι ένα μεταλλικό ιόν είχε ένα πρωτεύον και ένα δευτερεύον σθένος.

Η ικανότητα των μεταλλικών στοιχείων να συμπεριφέρονται ως οξέα Lewis και να σχηματίζουν σύμπλοκα με μια ποικιλία βάσεων Lewis είναι ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά τους. Ένα μεταλλικό σύμπλεγμα αποτελείται από ένα άτομο ή ιόν μετάλλου πυρήνα που είναι συνδεδεμένο με έναν ή περισσότερους συνδέτες, που είναι ιόντα ή μόρια που έχουν ένα ή περισσότερα ζεύγη ηλεκτρονίων που μπορούν να μοιραστούν με το μέταλλο.

Κύρια αξιώματα της θεωρίας του Werner

Ο Werner πρότεινε τη θεωρία του για τις ενώσεις συντονισμού το 1898. Οι ακόλουθες είναι οι κύριες αρχές:

• Τα μέταλλα έχουν δύο τύπους συνδέσμων (σθένες) στις ενώσεις συντονισμού:πρωτογενείς και δευτερογενείς.
• Τα αρνητικά ιόντα ικανοποιούν τα πρωτεύοντα στελέχη, τα οποία είναι γενικά ιονιζόμενα.
• Τα δευτερεύοντα σθένη δεν μπορούν να ιονιστούν. Ουδέτερα μόρια ή αρνητικά ιόντα ικανοποιούν αυτές τις ανάγκες. Για ένα μέταλλο, το δευτερεύον σθένος είναι ίσο με τον αριθμό συντονισμού και είναι σταθερό.
• Τα ιόντα/ομάδες που συνδέονται με το μέταλλο με δευτερεύουσες συνδέσεις έχουν διακριτές χωρικές διαμορφώσεις που αντιστοιχούν σε διαφορετικούς αριθμούς συντονισμού.

Τέτοιες χωρικές διευθετήσεις είναι γνωστές ως πολύεδρα συντονισμού στις τρέχουσες συνθέσεις. Τα ιόντα έξω από την αγκύλη ονομάζονται αντίθετα ιόντα και τα είδη μέσα στην αγκύλη είναι οντότητες ή σύμπλοκα συντονισμού.

Επιπλέον, υπέθεσε ότι το μέταλλο ότι οι οκταεδρικές, τετραεδρικές και τετράγωνες επίπεδες γεωμετρίες είναι πιο κοινές σε σύμπλοκα συντονισμού μετάλλων μετάπτωσης.

Οντότητα συντονισμού

Μια οντότητα συντονισμού είναι ένα άτομο ή ιόν μετάλλου με ένα σταθερό αριθμό ιόντων ή μορίων συνδεδεμένα με αυτό. Το ιόν κοβαλτίου, για παράδειγμα, περιβάλλεται από τρία μόρια αμμωνίας και τρία ιόντα χλωρίου σε μια οντότητα συντονισμού [Cocl3(NH3)3]

Κεντρικό άτομο

Το άτομο ή το ιόν του πυρήνα σε μια οντότητα συντονισμού είναι το άτομο/ιόν στο οποίο είναι συνδεδεμένος ένας σταθερός αριθμός ιόντων/ομάδων σε μια συγκεκριμένη γεωμετρική διάταξη που το περιβάλλει.

Ligands

Οι συνδέτες είναι ιόντα ή μόρια που συνδέονται με το άτομο/ιόν πυρήνα της οντότητας συντονισμού. Απλά ιόντα όπως Cl–, μικρά μόρια όπως H2O ή NH3, μεγαλύτερες ενώσεις όπως H2NCH2CH2NH2 ή N(CH2CH2NH2)3 ή ακόμα και μακρομόρια όπως πρωτεΐνες είναι παραδείγματα.

Αριθμός συντονισμού

Ο αριθμός των ατόμων δότη συνδέτη με τα οποία συνδέεται άμεσα ένα ιόν μετάλλου σε ένα σύμπλοκο είναι γνωστός ως αριθμός συντονισμού (CN).

Σφαίρα συντονισμού

Η σφαίρα συντονισμού αποτελείται από το κεντρικό άτομο/ιόν και τους συνδετήρες που συνδέονται με αυτό, οι οποίοι περιβάλλονται όλοι σε αγκύλες. Οι ιονιζόμενες ομάδες αναφέρονται ως αντίθετα ιόντα επειδή είναι γραμμένες έξω από την αγκύλη.

Πολύεδρο Συντονισμού

Ένα πολύεδρο συντονισμού ορίζεται από τη χωρική διάταξη των ατόμων του συνδέτη που συνδέονται άμεσα με το κεντρικό άτομο/ιόν. Τα οκταεδρικά, τετράγωνα επίπεδα και τετραεδρικά πολύεδρα συντονισμού είναι τα πιο διαδεδομένα.

Συμπέρασμα

Τα αξιώματα της θεωρίας του Werner πρότειναν ότι ένα άτομο/ιόν μετάλλου σε ένα σύμπλεγμα συντονισμού χρησιμοποιεί δύο τύπους συνδέσεων (πρωτεύοντες και δευτερογενείς). Οι ιονιζόμενοι (ιονικοί) και μη ιονιζόμενοι (ομοιοπολικοί) δεσμοί είναι οι όροι που χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη χημεία για να περιγράψουν αυτές τις συζεύξεις. Ο Werner πρόβλεψε τα γεωμετρικά σχήματα ενός μεγάλου αριθμού οντοτήτων συντονισμού χρησιμοποιώντας την ιδιότητα ισομερισμού.