Συντονιστικές Ενώσεις

Οι ενώσεις συντονισμού είναι μια κατηγορία χημικών ενώσεων στις οποίες υπάρχει ένα κεντρικό άτομο μετάλλου που είναι συνδεδεμένο με πολλούς συνδέτες ταυτόχρονα. Το μέταλλο δρα ως οξύ Lewis και οι συνδέτες ως βάσεις Lewis.

Οι συνδέτες είναι τα μόρια ή τα άτομα που περιέχουν ένα μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων που μπορούν να δοθούν στα άδεια τροχιακά του μετάλλου. Έχουν πολλές εφαρμογές, με την κύρια να είναι στην κατάλυση. Τα διπλά άλατα σχηματίζουν μια άλλη κατηγορία ενώσεων και συχνά συγχέονται με τις ενώσεις συντονισμού. Τα διπλά άλατα και οι ενώσεις συντονισμού έχουν έντονες διαφορές, που κυμαίνονται από τη φύση του δεσμού έως τις φυσικές και χημικές ιδιότητες. Εδώ είναι όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τις ενώσεις συντονισμού.

Έννοια των ενώσεων συντονισμού

Μια τυπική ένωση συντονισμού έχει ένα μέταλλο, κυρίως ένα μέταλλο μετάπτωσης, που συνδέεται ομοιοπολικά με τους συνδέτες (ουδέτερο και ανιονικό και σπάνια κατιονικό). Υπάρχουν ορισμένες ορολογίες που σχετίζονται με αυτές, η κατανόηση των οποίων είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της έννοιας των ενώσεων συντονισμού:

1. Σύνδεμα:Τα άτομα, τα μόρια ή τα ιόντα που συνδέονται με το μέταλλο μέσω ομοιοπολικού δεσμού συντεταγμένων είναι γνωστά ως συνδέτες. Κυρίως, λειτουργούν ως βάσεις Lewis και παρέχουν πυκνότητα ηλεκτρονίων στο μέταλλο. Κοινοί συνδέτες περιλαμβάνουν CN-, NH3, H2O και Cl-.

1. Κεντρικό άτομο ή ιόν:Το άτομο ή ιόν μετάλλου με το οποίο συνδέονται οι συνδέτες ονομάζεται κεντρικό άτομο. Παράδειγμα:στο K3[Fe(CN)6], το κεντρικό ιόν είναι Fe3+.

1. Αριθμός συντονισμού:Ορίζεται ως ο συνολικός αριθμός των προσδεμάτων που συνδέονται στο κεντρικό μέταλλο. Στο K3[Fe(CN)6], το κεντρικό ιόν συνδέεται απευθείας με έξι ιόντα κυανίου, καθιστώντας τον αριθμό συντονισμού αυτής της ένωσης 6. Οι κοινοί αριθμοί συντονισμού είναι το 4 και το 6.

1. Οδοντοστοιχία:Ένας συνδέτης μπορεί να έχει περισσότερες από μία θέσεις δότη ή πολλές ομάδες δότες ηλεκτρονίων. Η οδοντοστοιχία αναφέρεται στον αριθμό των ομάδων δότη που έχει ο συνδέτης. Οι συνδέτες μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες κατηγορίες με βάση την οδοντοστοιχία τους:

• Μη ταυτοποιημένο:Εάν ένας συνδέτης έχει μία θέση/ομάδα δότη, ονομάζεται μη ταυτοποίηση. Παραδείγματα είναι τα Cl-, NH3, κ.λπ.
• Πολυοδοντωτό:Εάν ένας συνδέτης έχει περισσότερες από μία θέσεις/ομάδες δότη, ονομάζεται πολυοδοντωτός. Μπορεί περαιτέρω να διαιρεθεί σε bidente, hexadentate, κ.λπ., ανάλογα με τον αριθμό των διαθέσιμων θέσεων δότη. Η αιθυλενοδιαμίνη είναι ένα παράδειγμα διδακτικού υλικού στο οποίο δύο άτομα αζώτου μπορούν να δωρίσουν ηλεκτρόνια ταυτόχρονα στο μεταλλικό κέντρο.
• Πολυοδοντωτό:Εάν ένας συνδέτης μπορεί να εμφανίσει πολλαπλές οδοντοστοιχίες, ονομάζεται πολυοδοντικός. Το EDTA (αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό) είναι ένα παράδειγμα πολυοδοντωτού συνδέτη που μπορεί να δώσει διαφορετικούς αριθμούς ζευγών ηλεκτρονίων, που κυμαίνονται από ένα έως έξι.
• Ambidentate:Ένας συνδέτης που έχει περισσότερες από μία θέσεις δότη, αλλά μόνο μία από αυτές μπορεί να εμπλέκεται σε δέσμευση ταυτόχρονα, ονομάζεται ambidentate.

Για παράδειγμα, το SCN- είναι αμφίβολο επειδή μπορεί να προσφέρει τόσο από κέντρα θείου όσο και από κέντρα αζώτου. Το NO2- είναι αμφίβολο καθώς μπορεί να προσφέρει τόσο από κέντρα οξυγόνου όσο και από κέντρα αζώτου.

1. Σφαίρα συντονισμού:Οι συνδέτες που συντονίζονται με το μεταλλικό κέντρο σχηματίζουν μια σφαίρα συντονισμού, η οποία περικλείεται σε αγκύλες. Στο K3[Fe(CN)6], η σφαίρα συντονισμού σχηματίζεται από το Fe(CN)63-. Τρία ιόντα καλίου εκτός της σφαίρας συντονισμού εξισορροπούν τα τρία αρνητικά φορτία στη σφαίρα συντονισμού.

1. Πολύεδρο συντονισμού:Η σφαίρα συντονισμού έχει μια συγκεκριμένη χωρική γεωμετρία γνωστή ως πολύεδρο συντονισμού.

Σύμπλοκο διπλών αλάτων και συντονισμού

Ένα διπλό άλας είναι μια άλλη κατηγορία χημικών ενώσεων που είναι ο συνδυασμός δύο αλάτων σε στοιχειομετρική αναλογία. Είναι κρυσταλλικής και ιοντικής φύσης. Δύο διαφορετικά ιοντικά άλατα υπάρχουν στο ίδιο κρυσταλλικό πλέγμα.

Το πιο συνηθισμένο παράδειγμα διπλού άλατος είναι η στυπτηρία ποτάσας (K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O). Αποτελείται από δύο άλατα, το θειικό κάλιο και το θειικό αργίλιο. Έχει 24 μόρια ενυδάτωσης και είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού στην υδατική του μορφή καθώς η ένωση διασπάται σε συστατικά κατιόντα και ανιόντα. Δεν υπάρχει ισχυρός δεσμός μεταξύ των δύο αλάτων.

Ένα σύμπλεγμα συντονισμού, από την άλλη πλευρά, έχει ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς μεταξύ των συνδετών και του μετάλλου. Δεν διασπάται στα συστατικά του στο νερό.

Οι αξιώσεις του Werner 

Ο Werner έδωσε τα ακόλουθα αξιώματα σχετικά με τα συμπλέγματα συντονισμού:

1. Το κεντρικό άτομο εμφανίζει πρωτεύοντα και δευτερεύοντα σθένη. Κάθε μέταλλο θέλει να ικανοποιήσει και τα δύο σθένη.
2. Το πρωτεύον σθένος ικανοποιεί το φορτίο και το δευτερεύον σθένος αναφέρεται στον αριθμό των προσδεμάτων που συνδέονται με το μέταλλο.
3. Η γεωμετρία του συμπλέγματος καθορίζεται από το δευτερεύον σθένος του μετάλλου.

Συμπέρασμα

Οι συνδέτες είναι διαφόρων τύπων ανάλογα με την οδοντοστοιχία. Ο Werner έδωσε τα αξιώματά του σχετικά με τις ενώσεις συντονισμού που βοηθούν στην εξήγηση της δομής και της δεσμευτικής τους φύσης. Σε αυτό το άρθρο, μιλήσαμε για ενώσεις συντονισμού και ορίσαμε διαφορετικές ορολογίες που σχετίζονται με αυτές. Τώρα που η έννοια των ενώσεων συντονισμού είναι ξεκάθαρη, ας περάσουμε στις ερωτήσεις των ενώσεων συντονισμού.