Tabla de Contenidos
Inom kemi är en ligand en atom, molekyl eller jon, vare sig den är monoatomisk eller polyatomisk, som donerar ett odelat elektronpar (lösa elektronpar) för att bilda en dativ eller koordinerad kovalent bindning med en neutral atom eller central katjon . Den sålunda bildade föreningen kallas ofta ett koordinationskomplex.
Beroende på den elektriska laddningen av liganden och den centrala atomen eller jonen kan koordinatkomplexet ha en elektrisk nettoladdning eller inte. Om den är neutral betraktas den vanligtvis som en koordinationsförening , och om den är jonisk kallas den för en komplex jon . Alla salt som bildas av en komplex jon med en lämplig motjon kallas också ett ”komplext salt” .
Ligander kan ha mycket olika strukturer och sammansättningar. Varje ligand måste dock ha minst en atom som har ett fritt eller odelat par valenselektroner tillgängliga för koordinatbindningsbildning. Denna atom (eller dessa atomer, eftersom vissa ligander har mer än en) kallas donatoratomen eftersom det är den som bidrar med elektronerna i den dativa kovalenta bindningen.
Ligander som Lewis-baser
Som man kan se från deras definition är ligander faktiskt Lewis -baser, eftersom de är elektronrika arter som har ensamma elektronpar och har förmågan att donera ensamma elektroner till en Lewis-syra. Av denna anledning är kemiska reaktioner mellan en ligand och en central atom (nästan alltid ett metalliskt element) eller en katjon inget annat än syra-basreaktioner.
Ligandklassificering
Som i många fall finns det flera sätt att klassificera ligander. De mest använda kriterierna är:
- Antalet atomer som utgör dem.
- Den elektriska laddningen.
- Antalet donatoratomer i elektronparet.
- Beroende på vilken typ av atomär eller molekylär orbital där de donerade elektronerna finns.
Klassificering enligt antalet atomer som utgör dem
monoatomiska ligander
Som deras namn indikerar är de de som bara bildas av en atom. Dessa är vanligtvis monoatomiska anjoner såsom fluoridjonen (F – ) eller kloridjonen (Cl – ) .
polyatomiska ligander
De är de ligander som bildas av två eller flera atomer. De är överlägset vanligast och inkluderar ligander som vattenmolekylen (H 2 O), molekylärt syre (O 2 ), hydroxidjon (OH – ) etc.
Klassificering enligt dess elektriska laddning
neutrala ligander
De är ligander som inte har någon elektrisk nettoladdning. Det vill säga, de är molekylära arter som har grupper med atomer som O, N, S, P eller några av halogenerna.
Exempel på neutrala ligander
| Vatten ( H2O ) | Ammoniak ( NH3 ) | Etrarna (RO-R’) | Aminer (R 3 N) |
| Fosfin (PH 3 ) | Tioetrar (RS-R’) | Kolmonoxid eller karbonyl (CO) |
Anjoniska eller negativt laddade ligander
Många ligander är grupper som har ett överskott av elektroner och därför har en negativ nettoladdning. Dessa anjoner är mycket vanliga ligander och kännetecknas av att de har en negativ laddning i allmänhet på en mycket elektronegativ atom såsom O, N eller en halogen, som i sin tur är donatoratomen. De kan ha en eller flera negativa laddningar.
Exempel på anjoniska eller negativt laddade ligander
| Kloridjon (Cl – ) | Fluoridjon (F – ) | Bromidjon (Br – ) | Jodidjon (I – ) |
| Hydroxidjon (OH – ) | Cyanidjon (CN – ) | Karbonatjon (CO 3 2- ) | Alkoxider (RO – ) |
Klassificering enligt antalet donatoratomer i elektronpar (hapticity)
Vissa ligander som bara kan binda till ett metallcentrum genom en koordinatbindning, medan andra genom 2 eller fler. Detta ger upphov till följande typer av ligander:
entandade ligander
De är de ligander som bara har en donatoratom, så de kan bara bilda en koordinerad kovalent bindning med metallcentrum.
Exempel på monodentate ligander
| Vatten ( H2O ) | Ammoniak ( NH3 ) | Etrarna (RO-R’) | Kloridjon (Cl-) |
| Fosfin (PH 3 ) | Tioetrar (RS-R’) | Aminer (R 3 N) | Hydroxidjon (OH-) |
Polydentate ligander eller kelatbildande medel
Många ligander har mer än en donatoratom, och deras struktur tillåter liganden att binda till metallcentret med mer än en koordinatbindning. I den slutliga strukturen omger liganden den centrala atomen som en mun som biter i den, med donatoratomerna som fungerar som tänder (därav namnet polydentate). Komplexen som bildas genom föreningen av en polydentatligand med ett metalliskt centrum kallas kelater, så liganden kallas också för ett kelatbildande medel (det som bildar ett kelat).
Vissa kelatbildare har två donatoratomer, i vilket fall de kallas tvåtandade ligander (prefixet bi- betyder 2).
De med tre donatoratomer kallas tridentata ligander, de med fyra tetradentate och så vidare.
Exempel på polydentate ligander
| Etylendiamin ( H2N – CH2 – CH2 – NH2 ) | etylendiamintetraättiksyra (EDTA) | Hemporfyrinringen i hemoglobin | kronetrar |
Ambidentate ligander
Dessa är ligander som har två eller flera donatoratomer men vars struktur inte tillåter att båda atomerna fästs till samma metallcentrum samtidigt. I dessa fall kan två olika komplex bildas med samma metallcentrum beroende på vilken av de två ”sidorna” av liganden som binder till metallen. I dessa fall får samma ligand olika namn beroende på vilken av atomerna som är den sanna donatorn.
Exempel på Ambidentate Ligander
| Cyanidjon eller cyanoligand med C som donator (–CN – ) | Isocyanidjon eller isocyanligand med N som donator (–NC – ) | Tiocyanatjon eller tiocyanatligand med S som donator (–SCN – ) |
| Isotiocyanatjon eller isotiocyanligand med N som donator (–NCS – ) | Nitro med N som donator (–NO 2 – ) | Nitrit med O som donator (–ONO – ) |
överbryggande ligander
Slutligen har vi ligander som samtidigt kan binda till mer än ett metallcentrum, antingen genom två separata donatoratomer, eller genom samma donatoratom när den har mer än ett odelat elektronpar. Det sista fallet är särskilt vanligt i ligander som har O, S eller några halogenatomer, eller i fallet med amider som har negativt kväve med två par fria elektroner.
Genom att samtidigt binda till två metaller bildar dessa ligander en bro mellan de två centran och det är där deras namn kommer ifrån.
Exempel på överbryggande ligander
| Hydroxidjon (OH – ) | Oxidjon (O 2 2- ) | Amidojon ( NH22- ) |
| Cyanidjon (CN – ) | Kolmonoxid eller karbonyl (CO) | Kloridjon (Cl – ) |
Klassificering enligt vilken typ av atomär eller molekylär orbital som är involverad
Donatorligander σ (sigma)
De är ligander som bara har ett par fria elektroner och som donerar det genom en σ kovalent bindning. De stabiliserar i allmänhet katjoner med låga oxidationstillstånd . Exempel på dessa ligander är ammoniak och aminer.
Donatorligander π (pi)
Dessa ligander binder till metallcentret via π-elektronmolnet. Dessa inkluderar olefiner och aromater.
σ- och π-donatorligander
De är ligander med mycket elektronegativa element och hög elektronisk densitet, det vill säga de är hårda Lewis-baser. Genom att binda till metallcentrumet kan de stabilisera höga oxidationstillstånd där metallen har alla eller de flesta av sina d-orbitaler tomma, vilket tillåter liganden att donera elektrontäthet genom både π- och σ-bindningar. Typiska exempel är halogenerna.
Referenser
Alonso, D. (sf). Typer av ligander och komplex . Scribd. https://es.scribd.com/document/231066058/Types-of-Ligands-and-Complexes
Chang, R. (2021). Chemistry (11: e upplagan ). MCGRAW HILL UTBILDNING.
Cotton, AF, & Wilkinson, G. (2006). Advanced oorganisk kemi/ 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). Guide II av praxis för oorganisk kemi. Complutense University of Madrid. http://147.96.70.122/Manual_de_Practicas_II/home.html?iv_6_complejos_compuestos_de_c.htm
