Tabla de Contenidos
I kjemi er en ligand et atom, molekyl eller ion, enten det er monoatomisk eller polyatomisk, som donerer et ikke-delt elektronpar (løst par elektroner) for å danne en dativ eller koordinert kovalent binding med et nøytralt atom eller sentralt kation . Forbindelsen som dannes på denne måten kalles ofte et koordinasjonskompleks.
Avhengig av den elektriske ladningen til liganden og det sentrale atomet eller ionet, kan koordinatkomplekset ha eller ikke ha en netto elektrisk ladning. Hvis det er nøytralt, betraktes det vanligvis som en koordinasjonsforbindelse , og hvis det er ionisk kalles det et komplekst ion . Dessuten kalles ethvert salt dannet av et komplekst ion med et passende motion et «komplekst salt» .
Ligander kan ha svært forskjellige strukturer og sammensetninger. Imidlertid må hver ligand ha minst ett atom som har et fritt eller udelt par valenselektroner tilgjengelig for koordinatbindingsdannelse. Dette atomet (eller disse atomene, siden noen ligander har mer enn én) kalles donoratomet siden det er det som bidrar med elektronene til den dative kovalente bindingen.
Ligander som Lewis-baser
Som man kan se fra definisjonen deres, er ligander faktisk Lewis-baser , siden de er elektronrike arter som har ensomme elektronpar og har evnen til å donere ensomme elektroner til en Lewis-syre. Av denne grunn er kjemiske reaksjoner mellom en ligand og et sentralt atom (nesten alltid et metallisk element) eller et kation ikke annet enn syre-base-reaksjoner.
Ligandklassifisering
Som i mange tilfeller er det flere måter å klassifisere ligander på. De mest brukte kriteriene er:
- Antall atomer som utgjør dem.
- Den elektriske ladningen.
- Antall donoratomer av elektronpar.
- Avhengig av typen atomær eller molekylær orbital der de donerte elektronene finnes.
Klassifisering etter antall atomer som utgjør dem
monoatomiske ligander
Som navnet indikerer, er de de som er dannet av bare ett atom. Disse er vanligvis monoatomiske anioner som fluor (F – ) eller klorid (Cl – ) ion .
polyatomiske ligander
De er ligandene som er dannet av to eller flere atomer. De er desidert vanligst og inkluderer ligander som vannmolekylet (H 2 O), molekylært oksygen (O 2 ), hydroksidion (OH – ) etc.
Klassifisering i henhold til dens elektriske ladning
nøytrale ligander
De er ligander som ikke har noen netto elektrisk ladning. Det vil si at de er molekylarter som har grupper med atomer som O, N, S, P eller noen av halogenene.
Eksempler på nøytrale ligander
| Vann ( H2O ) | Ammoniakk ( NH3 ) | Eterne (RO-R’) | Aminer (R 3 N) |
| Fosfin (PH 3 ) | Tioethere (RS-R’) | Karbonmonoksid eller karbonyl (CO) |
Anioniske eller negativt ladede ligander
Mange ligander er grupper som har et overskudd av elektroner og derfor har en netto negativ ladning. Disse anionene er veldig vanlige ligander og er karakterisert ved å ha en negativ ladning generelt på et veldig elektronegativt atom som O, N eller et halogen, som igjen er donoratomet. De kan ha en eller flere negative ladninger.
Eksempler på anioniske eller negativt ladede ligander
| Kloridion (Cl – ) | Fluorion (F – ) | Bromidion (Br – ) | Jodidion (I – ) |
| Hydroksydion (OH – ) | Cyanidion (CN – ) | Karbonation (CO 3 2- ) | Alkoksider (RO – ) |
Klassifisering i henhold til antall donoratomer av elektronpar (habilitet)
Noen ligander som bare kan binde seg til et metallsenter gjennom en koordinatbinding, mens andre gjennom 2 eller flere. Dette gir opphav til følgende typer ligander:
monodentate ligander
De er ligandene som bare har et donoratom, så de kan bare danne en koordinert kovalent binding med metallsenteret.
Eksempler på monodentate ligander
| Vann ( H2O ) | Ammoniakk ( NH3 ) | Eterne (RO-R’) | Kloridion (Cl-) |
| Fosfin (PH 3 ) | Tioethere (RS-R’) | Aminer (R 3 N) | Hydroksydion (OH-) |
Polydentate ligander eller chelateringsmidler
Mange ligander har mer enn ett donoratom, og deres struktur gjør at liganden binder seg til metallsenteret med mer enn én koordinatbinding. I den endelige strukturen omgir liganden det sentrale atomet som en munn som biter i det, med donoratomene som fungerer som tenner (derav navnet polydentate). Kompleksene som dannes ved foreningen av en polydentatligand med et metallisk senter kalles chelater, så liganden kalles også et chelateringsmiddel (den som danner et chelat).
Noen chelateringsmidler har to donoratomer, i så fall kalles de bidentate ligander (prefikset bi- betyr 2).
De med tre donoratomer kalles tridentate ligander, de med fire tetradentate, og så videre.
Eksempler på polydentate ligander
| Etylendiamin ( H2N – CH2 – CH2 – NH2 ) | etylendiamintetraeddiksyre (EDTA) | Hemporfyrinringen i hemoglobin | kronetere |
Ambidentate ligander
Dette er ligander som har to eller flere donoratomer, men hvis struktur ikke tillater at begge atomene festes til det samme metallsenteret samtidig. I disse tilfellene kan to forskjellige komplekser dannes med samme metallsenter avhengig av hvilken av de to «sidene» av liganden som binder seg til metallet. I disse tilfellene gis den samme liganden forskjellige navn avhengig av hvilket av atomene som er den sanne giveren.
Eksempler på ambidentate ligander
| Cyanidion eller cyanoligand med C som donor (–CN – ) | Isocyanidion eller isocyanligand med N som donor (–NC – ) | Tiocyanation eller tiocyanatligand med S som donor (–SCN – ) |
| Isothiocyanation eller isotiocyan ligand med N som donor (–NCS – ) | Nitro med N som donor (–NO 2 – ) | Nitritt med O som donor (–ONO – ) |
brodannende ligander
Til slutt har vi ligander som samtidig kan binde seg til mer enn ett metallsenter, enten gjennom to separate donoratomer, eller gjennom samme donoratom når det har mer enn ett ikke-delt elektronpar. Dette siste tilfellet er spesielt vanlig i ligander som har O, S eller noen halogenatomer, eller i tilfeller av amider som har negativt nitrogen med to par frie elektroner.
Ved å binde seg til to metaller samtidig, danner disse ligandene en bro mellom de to sentrene, og det er der navnet deres kommer fra.
Eksempler på broligander
| Hydroksydion (OH – ) | Oksydion (O 2 2- ) | Amidoion (NH 2 2- ) |
| Cyanidion (CN – ) | Karbonmonoksid eller karbonyl (CO) | Kloridion (Cl – ) |
Klassifisering i henhold til typen atomær eller molekylær orbital som er involvert
Donorligander σ (sigma)
De er ligander som bare har ett par frie elektroner og donerer det gjennom en σ kovalent binding. De stabiliserer vanligvis kationer med lave oksidasjonstilstander . Eksempler på disse ligander er ammoniakk og aminer.
Donorligander π (pi)
Disse liganden binder seg til metallsenteret via π-elektronskyen. Disse inkluderer olefiner og aromater.
σ og π donorligander
De er ligander med veldig elektronegative elementer og høy elektronisk tetthet, det vil si at de er harde Lewis-baser. Ved å binde seg til metallsenteret er de i stand til å stabilisere høye oksidasjonstilstander der metallet har alle eller de fleste av d-orbitalene tomme, slik at liganden kan donere elektrontetthet gjennom både π- og σ-bindinger. Typiske eksempler er halogenene.
Referanser
Alonso, D. (sf). Typer ligander og komplekser . Scribd. https://es.scribd.com/document/231066058/Types-of-Ligands-and-Complexes
Chang, R. (2021). Kjemi (11. utgave ). MCGRAW HILL UTDANNING.
Cotton, AF, & Wilkinson, G. (2006). Advanced inorganic chemistry/ Advanced Inorganic Chemistry (Tra ed.). Limousse.
Ligeringsbro . (nd). Hmong.es. https://hmong.es/wiki/Bridging_ligand
Ligander – EcuRed . (nd). EcuRed. https://www.ecured.cu/Ligandos
Zaragoza, JR (2013). Veiledning II for uorganisk kjemi-praksis. Complutense Universitetet i Madrid. http://147.96.70.122/Manual_de_Practicas_II/home.html?iv_6_complejos_compuestos_de_c.htm
