Tabla de Contenidos
În chimie, un ligand este un atom, moleculă sau ion, fie el monoatomic sau poliatomic, care donează o pereche de electroni neîmpărtășită (pereche de electroni liberă) pentru a forma o legătură covalentă dativă sau coordonată cu un atom neutru sau cation central . Compusul astfel format este adesea numit complex de coordonare.
În funcție de sarcina electrică a ligandului și a atomului sau ionului central, complexul de coordonate poate avea sau nu o sarcină electrică netă. Dacă este neutru, este de obicei considerat un compus de coordonare , iar dacă este ionic se numește ion complex . De asemenea, orice sare formată dintr-un ion complex cu un contraion adecvat se numește „sare complexă” .
Liganzii pot avea structuri și compoziții foarte diverse. Cu toate acestea, fiecare ligand trebuie să aibă cel puțin un atom care are o pereche liberă sau neîmpărțită de electroni de valență disponibili pentru formarea legăturilor coordonate. Acest atom (sau acești atomi, deoarece unii liganzi au mai mulți) se numește atom donor deoarece este cel care contribuie cu electronii legăturii covalente dative.
Liganzii ca baze Lewis
După cum se poate vedea din definiția lor, liganzii sunt de fapt baze Lewis , deoarece sunt specii bogate în electroni care posedă perechi singure de electroni și au capacitatea de a dona electroni singuri unui acid Lewis. Din acest motiv, reacțiile chimice dintre un ligand și un atom central (aproape întotdeauna un element metalic) sau un cation nu sunt altceva decât reacții acido-bazice.
Clasificarea liganzilor
Ca în multe cazuri, există mai multe moduri de a clasifica liganzii. Cele mai utilizate criterii sunt:
- Numărul de atomi care le alcătuiesc.
- Sarcina electrică.
- Numărul de atomi donatori de perechi de electroni.
- În funcție de tipul de orbital atomic sau molecular în care se găsesc electronii donați.
Clasificare după numărul de atomi care le alcătuiesc
liganzi monoatomici
După cum indică numele lor, ele sunt cele care sunt formate dintr-un singur atom. Aceștia sunt de obicei anioni monoatomici, cum ar fi ionul de fluor (F – ) sau clorura (Cl – ) .
liganzi poliatomici
Sunt liganzii care sunt formați din doi sau mai mulți atomi. Ele sunt de departe cele mai comune și includ liganzi precum molecula de apă (H 2 O ), oxigenul molecular (O 2 ), ionul hidroxid (OH – ) etc.
Clasificare în funcție de sarcina sa electrică
liganzi neutri
Sunt liganzi care nu au sarcină electrică netă. Adică sunt specii moleculare care au grupări cu atomi precum O, N, S, P sau unii dintre halogeni.
Exemple de liganzi neutri
| Apa ( H2O ) | amoniac ( NH3 ) | Eteri (RO-R’) | Amine ( R3N ) |
| Fosfina (PH 3 ) | Tioeteri (RS-R’) | Monoxid de carbon sau carbonil (CO) |
Liganzi anionici sau încărcați negativ
Mulți liganzi sunt grupuri care au un exces de electroni și, prin urmare, au o sarcină negativă netă. Acești anioni sunt liganzi foarte comuni și se caracterizează prin faptul că au o sarcină negativă în general pe un atom foarte electronegativ, cum ar fi O, N sau un halogen, care este la rândul său atomul donor. Ele pot avea una sau mai multe sarcini negative.
Exemple de liganzi anionici sau încărcați negativ
| Ioni de clorură (Cl – ) | Ioni de fluor (F – ) | Ioni de bromură (Br – ) | Ion de iodură (I – ) |
| Ion hidroxid (OH – ) | Ioni de cianura (CN – ) | Ioni carbonat (CO 3 2- ) | Alcoxizi (RO – ) |
Clasificare în funcție de numărul de atomi donatori ai perechilor de electroni (hapticitate)
Unii liganzi care se pot lega doar de un centru metalic printr-o legătură coordonată, în timp ce alții prin 2 sau mai multe. Acest lucru dă naștere la următoarele tipuri de liganzi:
liganzi monodentati
Sunt liganzii care au doar un atom donor, deci pot forma doar o legătură covalentă coordonată cu centrul metalului.
Exemple de liganzi monodentati
| Apa ( H2O ) | amoniac ( NH3 ) | Eteri (RO-R’) | Ioni de clorura (Cl-) |
| Fosfina (PH 3 ) | Tioeteri (RS-R’) | Amine ( R3N ) | Ioni hidroxid (OH-) |
Liganzi polidentați sau agenți de chelare
Mulți liganzi au mai mult de un atom donor, iar structura lor permite ligandului să se lege de centrul metalic cu mai mult de o legătură coordonată. În structura finală, ligandul înconjoară atomul central ca o gură care mușcă în el, atomii donatori acționând ca dinții (de unde și denumirea de polidentat). Complexele care se formează prin unirea unui ligand polidentat cu un centru metalic se numesc chelați, deci ligandul se mai numește și agent de chelare (cel care formează un chelat).
Unii agenți de chelare au doi atomi donatori, caz în care se numesc liganzi bidenți (prefixul bi- înseamnă 2).
Cei cu trei atomi donatori se numesc liganzi tridentati, cei cu patru tetradentati si asa mai departe.
Exemple de liganzi polidentați
| Etilendiamină ( H2N – CH2 – CH2 – NH2 ) | acid etilendiaminotetraacetic (EDTA) | Inelul hem porfirina din hemoglobină | eteri de coroană |
Liganzi ambidentați
Aceștia sunt liganzi care au doi sau mai mulți atomi donatori, dar a căror structură nu permite atașării ambilor atomi la același centru metalic simultan. În aceste cazuri, se pot forma două complexe diferite cu același centru metalic, în funcție de care dintre cele două „părți” ale ligandului se leagă de metal. În aceste cazuri, același ligand primește nume diferite, în funcție de care dintre atomi este adevăratul donator.
Exemple de liganzi ambidentați
| Ioni cianuri sau ligand ciano cu C ca donor (–CN – ) | Ioni de izocianuri sau ligand de izocian cu N ca donor (–NC – ) | Ion de tiocianat sau ligand de tiocianat cu S ca donor (–SCN – ) |
| Ion izotiocianat sau ligand izotiocian cu N ca donor (–NCS – ) | Nitro cu N ca donor (–NO 2 – ) | Nitrit cu O ca donor (–ONO – ) |
liganzi de punte
În cele din urmă, avem liganzi care se pot lega simultan la mai mult de un centru metalic, fie prin doi atomi donatori separați, fie prin același atom donor atunci când are mai mult de o pereche de electroni neîmpărtășită. Acest ultim caz este deosebit de frecvent în cazul liganzilor care au O, S sau unii atomi de halogen, sau în cazurile amidelor care au azot negativ cu două perechi de electroni liberi.
Prin legarea simultană de două metale, acești liganzi formează o punte între cei doi centri și de aici provine numele lor.
Exemple de liganzi de legătură
| Ion hidroxid (OH – ) | Ioni de oxid (O 2 2- ) | ion amido ( NH22- ) |
| Ioni de cianura (CN – ) | Monoxid de carbon sau carbonil (CO) | Ioni de clorură (Cl – ) |
Clasificare în funcție de tipul de orbital atomic sau molecular implicat
Liganzi donatori σ (sigma)
Sunt liganzi care au doar o pereche de electroni liberi și o donează printr-o legătură covalentă σ. În general, stabilizează cationii cu stări scăzute de oxidare . Exemple de acești liganzi sunt amoniacul și aminele.
Liganzi donatori π (pi)
Acești liganzi se leagă de centrul metalului prin norul de electroni π. Acestea includ olefine și aromatice.
liganzi donatori σ și π
Sunt liganzi cu elemente foarte electronegative și densitate electronică mare, adică sunt baze Lewis dure. Prin legarea de centrul metalului, ei sunt capabili să stabilizeze stările de oxidare înaltă în care metalul are toți sau majoritatea orbitalilor d goli, ceea ce permite ligandului să doneze densitate de electroni prin legăturile π și σ. Exemple tipice sunt halogenii.
Referințe
Alonso, D. (sf). Tipuri de liganzi și complexe . Scribd. https://es.scribd.com/document/231066058/Types-of-Ligands-and-Complexes
Chang, R. (2021). Chimie ( ed . a 11-a). MCGRAW HILL EDUCAȚIE.
Cotton, AF și Wilkinson, G. (2006). Advanced anorganic chemistry/ Advanced Anorganic Chemistry (Tra ed.). Limousse.
Punte de ligatură . (nd). Hmong.es. https://hmong.es/wiki/Bridging_ligand
Liganzi – EcuRed . (nd). EcuRed. https://www.ecured.cu/Ligandos
Zaragoza, JR (2013). Ghidul II de practici de Chimie Anorganică. Universitatea Complutense din Madrid. http://147.96.70.122/Manual_de_Practicas_II/home.html?iv_6_complejos_compuestos_de_c.htm
