Tabla de Contenidos
W chemii ligand jest atomem, cząsteczką lub jonem, jednoatomowym lub wieloatomowym, który przekazuje nieudostępnioną parę elektronów (luźną parę elektronów) w celu utworzenia wiązania kowalencyjnego celownika lub skoordynowanego z neutralnym atomem lub centralnym kationem . Powstały w ten sposób związek jest często nazywany kompleksem koordynacyjnym.
W zależności od ładunku elektrycznego liganda i centralnego atomu lub jonu, kompleks współrzędnych może mieć ładunek elektryczny netto lub nie. Jeśli jest obojętny, jest zwykle uważany za związek koordynacyjny , a jeśli jest jonowy, nazywany jest jonem złożonym . Również każda sól utworzona przez złożony jon z odpowiednim przeciwjonem jest nazywana „solą złożoną” .
Ligandy mogą mieć bardzo zróżnicowane struktury i składy. Jednak każdy ligand musi mieć co najmniej jeden atom, który ma wolną lub nieudostępnioną parę elektronów walencyjnych dostępnych do tworzenia wiązań koordynacyjnych. Ten atom (lub te atomy, ponieważ niektóre ligandy mają więcej niż jeden) nazywany jest atomem dawcy, ponieważ to on dostarcza elektrony wiązania kowalencyjnego celownika.
Ligandy jako zasady Lewisa
Jak widać z ich definicji, ligandy są w rzeczywistości zasadami Lewisa , ponieważ są to gatunki bogate w elektrony, które posiadają samotne pary elektronów i mają zdolność oddawania wolnych elektronów kwasowi Lewisa. Z tego powodu reakcje chemiczne między ligandem a centralnym atomem (prawie zawsze pierwiastkiem metalicznym) lub kationem to nic innego jak reakcje kwasowo-zasadowe.
Klasyfikacja ligandów
Jak w wielu przypadkach, istnieje kilka sposobów klasyfikacji ligandów. Najczęściej stosowanymi kryteriami są:
- Liczba atomów, które je tworzą.
- Ładunek elektryczny.
- Liczba atomów będących donorami par elektronów.
- W zależności od rodzaju orbitalu atomowego lub molekularnego, w którym znajdują się przekazane elektrony.
Klasyfikacja ze względu na liczbę atomów, które je tworzą
jednoatomowe ligandy
Jak sama nazwa wskazuje, są to te, które składają się tylko z jednego atomu. Są to zwykle jednoatomowe aniony, takie jak jon fluorkowy (F – ) lub chlorkowy (Cl – ) .
ligandy wieloatomowe
Są to ligandy utworzone przez dwa lub więcej atomów. Są one zdecydowanie najpowszechniejsze i obejmują ligandy, takie jak cząsteczka wody (H 2 O), tlen cząsteczkowy (O 2 ), jon wodorotlenkowy (OH – ) itp.
Klasyfikacja według ładunku elektrycznego
neutralne ligandy
Są to ligandy, które nie mają ładunku elektrycznego netto. Oznacza to, że są to gatunki molekularne, które mają grupy z atomami, takie jak O, N, S, P lub niektóre halogeny.
Przykłady neutralnych ligandów
| Woda ( H2O ) | Amoniak ( NH3 ) | Etery (RO-R’) | Aminy ( R3N ) |
| Fosfor (PH 3 ) | Tioetery (RS-R’) | Tlenek węgla lub karbonyl (CO) |
Anionowe lub ujemnie naładowane ligandy
Wiele ligandów to grupy, które mają nadmiar elektronów, a zatem mają ładunek ujemny netto. Te aniony są bardzo powszechnymi ligandami i charakteryzują się posiadaniem ładunku ujemnego na ogół na bardzo elektroujemnym atomie, takim jak O, N lub halogen, który z kolei jest atomem donorowym. Mogą mieć jeden lub więcej ładunków ujemnych.
Przykłady anionowych lub ujemnie naładowanych ligandów
| Jon chlorkowy (Cl – ) | Jon fluorkowy (F – ) | Jon bromkowy (Br – ) | Jon jodkowy (I – ) |
| Jon wodorotlenkowy (OH – ) | Jon cyjankowy (CN – ) | Jon węglanowy (CO 3 2- ) | Alkoholany (RO – ) |
Klasyfikacja ze względu na liczbę donorowych atomów par elektronowych (haptyczność)
Niektóre ligandy mogą wiązać się z metalowym centrum tylko przez jedno wiązanie koordynacyjne, podczas gdy inne przez 2 lub więcej. Daje to początek następującym typom ligandów:
ligandy jednokleszczowe
Są to ligandy, które mają tylko atom donora, więc mogą tworzyć tylko skoordynowane wiązanie kowalencyjne z metalowym centrum.
Przykłady ligandów jednokleszczowych
| Woda ( H2O ) | Amoniak ( NH3 ) | Etery (RO-R’) | Jon chlorkowy (Cl-) |
| Fosfor (PH 3 ) | Tioetery (RS-R’) | Aminy ( R3N ) | Jon wodorotlenkowy (OH-) |
Polikleszczowe ligandy lub środki chelatujące
Wiele ligandów ma więcej niż jeden atom donorowy, a ich struktura umożliwia ligandowi wiązanie się z centrum metalu za pomocą więcej niż jednego wiązania koordynacyjnego. W ostatecznej strukturze ligand otacza centralny atom jak usta wgryzające się w niego, a atomy donorowe działają jak zęby (stąd nazwa wielokleszczowy). Kompleksy, które powstają w wyniku połączenia ligandu polikleszczowego z metalicznym centrum, nazywane są chelatami, więc ligand jest również nazywany środkiem chelatującym (tym, który tworzy chelat).
Niektóre środki chelatujące mają dwa atomy donorowe iw takim przypadku nazywane są dwukleszczowymi ligandami (przedrostek bi- oznacza 2).
Te z trzema atomami donorowymi nazywane są ligandami trójkleszczowymi, te z czterema czterokleszczowymi i tak dalej.
Przykłady ligandów wielokleszczowych
| Etylenodiamina (H 2 N-CH 2 -CH 2 -NH 2 ) | kwas etylenodiaminotetraoctowy (EDTA) | Hemowy pierścień porfirynowy w hemoglobinie | etery koronowe |
Ambikleszczowe ligandy
Są to ligandy, które mają dwa lub więcej atomów donorowych, ale których struktura nie pozwala na jednoczesne przyłączenie obu atomów do tego samego centrum metalu. W takich przypadkach można utworzyć dwa różne kompleksy z tym samym metalowym centrum, w zależności od tego, która z dwóch „stron” ligandu wiąże się z metalem. W takich przypadkach ten sam ligand otrzymuje różne nazwy w zależności od tego, który z atomów jest prawdziwym dawcą.
Przykłady ligandów Ambidentate
| Jon cyjankowy lub ligand cyjanowy z C jako donorem (–CN – ) | Jon izocyjankowy lub ligand izocyjanowy z N jako donorem (–NC – ) | Jon tiocyjanianowy lub ligand tiocyjanianowy z S jako donorem (–SCN – ) |
| Jon izotiocyjanianowy lub ligand izotiocyjanowy z N jako donorem (–NCS – ) | Nitro z N jako dawcą (–NO 2 – ) | Azotyny z O jako dawcą (–ONO – ) |
ligandy mostkowe
Wreszcie mamy ligandy, które mogą jednocześnie wiązać się z więcej niż jednym centrum metalu, albo przez dwa oddzielne atomy donorowe, albo przez ten sam atom donorowy, gdy ma więcej niż jedną nieudostępnioną parę elektronów. Ten ostatni przypadek jest szczególnie powszechny w ligandach, które mają O, S lub niektóre atomy halogenu, lub w przypadkach amidów, które mają ujemny azot z dwiema parami wolnych elektronów.
Łącząc się jednocześnie z dwoma metalami, ligandy te tworzą pomost między dwoma centrami i stąd pochodzi ich nazwa.
Przykłady ligandów mostkujących
| Jon wodorotlenkowy (OH – ) | Jon tlenkowy (O 2 2- ) | Jon amidowy (NH 2 2- ) |
| Jon cyjankowy (CN – ) | Tlenek węgla lub karbonyl (CO) | Jon chlorkowy (Cl – ) |
Klasyfikacja według typu orbitalu atomowego lub molekularnego
Ligandy donorowe σ (sigma)
Jesteście ligandami, które mają tylko jedną parę wolnych elektronów i oddają ją poprzez wiązanie kowalencyjne σ. Na ogół stabilizują kationy o niskim stopniu utlenienia . Przykładami takich ligandów są amoniak i aminy.
Ligandy donorowe π (pi)
Ligandy te wiążą się z centrum metalu poprzez chmurę elektronów π. Należą do nich olefiny i aromaty.
ligandy donorowe σ i π
Są to ligandy z bardzo elektroujemnymi pierwiastkami i dużą gęstością elektronową, czyli twarde zasady Lewisa. Wiążąc się z centrum metalu, są w stanie stabilizować wysokie stopnie utlenienia, w których metal ma wszystkie lub większość swoich orbitali d pustych, umożliwiając ligandowi przekazywanie gęstości elektronów zarówno przez wiązania π, jak i σ. Typowymi przykładami są halogeny.
Bibliografia
Alonso, D. (sf). Rodzaje ligandów i kompleksów . Scribd. https://es.scribd.com/document/231066058/Types-of-Ligands-and-Complexes
Chang, R. (2021). Chemia ( wyd . 11 ). EDUKACJA MCGRAW HILL.
Bawełna, AF i Wilkinson, G. (2006). Zaawansowana chemia nieorganiczna / Zaawansowana chemia nieorganiczna (red. trad.). limuzyna.
Most ligaturowy . (nd). Hmong.es. https://hmong.es/wiki/Bridging_ligand
Ligandy – EcuRed . (nd). ecuczerwony. https://www.ecured.cu/Ligandos
Saragossa, JR (2013). Przewodnik II praktyk chemii nieorganicznej. Uniwersytet Complutense w Madrycie. http://147.96.70.122/Manual_de_Practicas_II/home.html?iv_6_complejos_compuestos_de_c.htm
