Was ist ein komplexes Ion?

Ein komplexes Ion ist eine chemische Spezies, die von einem zentralen Metallatom gebildet wird, oft mit einem positiven Oxidationszustand, das durch eine Gruppe von neutralen Molekülen oder negativen Ionen durch dative oder koordinierte kovalente Bindungen verbunden ist. Das zentrale Metallatom wird als Koordinationszentrum bezeichnet (deshalb spricht man von einer Art Koordinationskomplex), während die Moleküle oder Ionen, die die Elektronenpaare aus den koordinierten Bindungen abgeben, als Liganden bezeichnet werden.

Abhängig von der elektrischen Ladung des Metallzentrums und der Liganden können Komplexionen positiv (Komplexkationen) oder negativ (Komplexanionen) sein.

Komplexe Ionen kommen viel häufiger vor, als wir uns vorstellen können, und sind Teil komplexer Salze. Tatsächlich ist seine Anwesenheit in einem Salz genau das, was es als komplexes Salz klassifiziert.

Eigenschaften komplexer Ionen

Einige charakteristische Merkmale dieser chemischen Spezies sind:

• Das zentrale Metallatom ist fast immer ein Übergangsmetall (d-Block) oder ein inneres Übergangsmetall (f-Block, aufgebaut aus den Lanthaniden und Actiniden). In einigen Fällen können sie p-Block-Metalle sein.
• Sie können in Lösung oder als Komplexsalze im festen Zustand vorliegen.
• Da das Zentralatom ein Elektronenpaar in einer dativ-kovalenten Bindung erhält, verhält es sich wie eine Lewis-Säure.
• Die Liganden können neutrale Moleküle wie Wasser (H ₂ O) oder Ammoniak (NH ₃ ) oder ein- oder mehratomige Anionen wie Chloridionen (Cl ^– ) oder Cyanidionen (CN ^– ) sein.
• Liganden müssen immer Atome mit freien Elektronenpaaren haben, wie es bei vielen Verbindungen der Fall ist, die Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor enthalten.
• Die Liganden, die Elektronenpaar-Donoren sind, sind Lewis-Basen.
• Derselbe Ligand kann mehr als ein Elektronenpaar über mehr als ein Atom mit freien Elektronenpaaren beitragen, in diesem Fall wird er üblicherweise als Chelatbildner bezeichnet, wie im Fall des Ethylendiamintetraacetats oder EDTA 4- ^Ions .

Arten von komplexen Ionen

Abhängig von den besonderen Eigenschaften des Metallzentrums und der es umgebenden Liganden können einige verschiedene Arten von Komplexionen unterschieden werden:

Komplexe Kationen

Sie sind komplexe Ionen mit positiver Ladung.

Komplexe Anionen

Sie sind komplexe Ionen mit negativen Ladungen.

Einkernige komplexe Ionen mit einzähnigen Liganden

Sie sind am häufigsten und beziehen sich auf diejenigen, die nur ein metallisches Zentrum enthalten, das von Liganden umgeben ist, die jeweils nur ein Elektronenpaar beitragen. Diese Art von Ligand wird als einzähniger Ligand bezeichnet.

Chelate: einkernige komplexe Ionen mit mehrzähnigen Liganden

Sie sind diejenigen, bei denen ein einzelnes Metallzentrum an einen einzelnen Liganden gebunden ist, jedoch durch mehrere koordinative Bindungen. Liganden mit mehreren Donoratomen werden mehrzähnige Liganden oder Chelatbildner genannt, und die Komplexe, die sie mit verschiedenen Metallen bilden, werden Chelate genannt. Wenn der Komplex eine elektrische Ladung hat, ist er auch ein komplexes Ion.

mehrkernige komplexe Ionen

Es gibt Beispiele für komplexe Ionen, in denen mehrere Metallzentren miteinander verbunden sind, entweder durch eine Metallbindung (wie im Fall des [Re 2 Cl 4 ] 2- -Ions) oder durch einen zweizähnigen Liganden, der _als Brücke _zwischen den beiden ^fungiert Metallzentren (wie im Fall des Ions [(NH ₃ ) ₅ ] Co – NH ₂ – Co(NH ₃ ) ₅ ] ⁵⁺ ). Diese Art von Komplexen wird als mehrkernige Komplexe bezeichnet, da sie mehr als ein Koordinationszentrum haben.

Beispiele für komplexe Ionen

Wie eingangs erwähnt, können die Komplexionen sowohl positiv als auch negativ sein, das Metallzentrum kann positiv oder neutral sein und die daran gebundenen Liganden können sowohl neutrale Moleküle als auch negative Ionen sein. Darüber hinaus können sie einen oder mehrere Schwerpunkte enthalten. Hier sind einige Beispiele, die diese Funktionen hervorheben.

Beispiel 1: Das Kation [(NH3)5Ru(C ₄ H ₄ N ₂ )Ru(NH ₃ ) ₅ ] ⁵⁺

Dies ist ein Beispiel für ein komplexes mehrkerniges Kation mit neutralen Liganden und positiven Metallzentren.

Beispiel 2: Das Anion Hexacyanoferrat (II) oder [Fe(CN) ₆ ] ⁴⁺

Dies ist ein Beispiel für ein einkerniges komplexes Ion mit einem positiven Zentralatom, aber einer negativen Nettoladung.

Beispiel 3: [Co(SO ₄ )(NH ₃ ) ₅ ] ⁺

[Co(SO ₄ )(NH ₃ ) ₅ ] ⁺ ist ein komplexes einkerniges Kation mit einem Kobalt(III)-Zentrum, das von 5 neutralen Aminoliganden und einem negativen Sulfatliganden umgeben ist.

Beispiel 4: [Au ₆ C(PPh ₃ ) ₆ ] ²⁺

Dies ist ein weiteres Beispiel für ein positiv geladenes mehrkerniges Komplexion, in dem ein Carbidanion alle Metallzentren verbrückt, die aus 6 Gold(I)-Kationen bestehen.

Verweise

Koordinationsverbindung – Liganden und Chelate . (2021). Abgerufen am 29. Mai 2021 von https://www.britannica.com/science/coordination-compound/Ligands-and-chelates

Baumwolle, Frank Albert; Wilkinson, Geoffrey, Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred. (1999). Fortgeschrittene anorganische Chemie. 6. Aufl. Wiley

Lawrance, Geoffrey A. (2010). Einführung in die Chemie der Koordination . wiley. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9780470687123