Tabla de Contenidos
ในทางเคมีลิแกนด์คืออะตอม โมเลกุล หรือไอออน ไม่ว่าจะเป็นอะตอมเชิงเดี่ยวหรือหลายอะตอม ซึ่งให้อิเล็กตรอนคู่ที่ไม่ได้ใช้ร่วมกัน (อิเล็กตรอนคู่หลวมๆ) เพื่อสร้างพันธะโคเวเลนต์เชิงอนุพันธ์หรือเชิงประสานกับอะตอมที่เป็นกลางหรือไอออนบวกส่วนกลาง สารประกอบที่เกิดขึ้นนี้มักเรียกว่า โคออร์ดิเนชัน คอมเพล็กซ์
ขึ้นอยู่กับประจุไฟฟ้าของลิแกนด์และอะตอมกลางหรือไอออน สารเชิงซ้อนอาจมีหรือไม่มีประจุไฟฟ้าสุทธิก็ได้ หากเป็นกลางจะถือว่าเป็นสารประกอบโคออร์ดิเนชันและถ้าเป็นไอออนิกจะเรียกว่าไอออนเชิงซ้อน นอกจากนี้ เกลือใดๆ ที่เกิดจากไอออนเชิงซ้อนที่มีประจุที่เหมาะสมจะเรียกว่า” เกลือเชิงซ้อน”
ลิแกนด์สามารถมีโครงสร้างและองค์ประกอบที่หลากหลายมาก อย่างไรก็ตามลิแกนด์ทุกตัวต้องมีอย่างน้อยหนึ่งอะตอมที่มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนอิสระหรือไม่ใช้ร่วมกันสำหรับการสร้างพันธะโคออร์ดิเนต อะตอมนี้ (หรืออะตอมเหล่านี้ เนื่องจากลิแกนด์บางตัวมีมากกว่าหนึ่ง) เรียกว่า อะตอมผู้ให้ เนื่องจากเป็นอะตอมที่ก่อให้เกิดอิเล็กตรอนของพันธะโควาเลนต์เชิงอนุพันธ์
ลิแกนด์เป็นฐานของลูอิส
ดังที่เห็นได้จากคำจำกัดความลิแกนด์คือเบสของลิวอิสเนื่องจากเป็นสปีชีส์ที่อุดมด้วยอิเล็กตรอนซึ่งมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวและมีความสามารถในการบริจาคอิเล็กตรอนเดี่ยวให้กับกรดลิวอิส ด้วยเหตุนี้ ปฏิกิริยาเคมีระหว่างลิแกนด์กับอะตอมกลาง (เกือบจะเป็นธาตุโลหะ) หรือไอออนบวกจึงไม่มีอะไรมากไปกว่าปฏิกิริยาของกรด-เบส
การจำแนกลิแกนด์
เช่นเดียวกับในหลายกรณี มีหลายวิธีในการจำแนกลิแกนด์ เกณฑ์ที่ใช้มากที่สุดคือ:
- จำนวนอะตอมที่ประกอบขึ้น
- ค่าไฟฟ้า.
- จำนวนอะตอมผู้ให้คู่อิเล็กตรอน
- ขึ้นอยู่กับชนิดของออร์บิทัลของอะตอมหรือโมเลกุลที่พบอิเล็กตรอนที่ได้รับบริจาค
การจำแนกตามจำนวนอะตอมที่ประกอบขึ้น
ลิแกนด์เชิงเดี่ยว
ตามชื่อที่ระบุ พวกมันคืออะตอมที่ก่อตัวขึ้นจากอะตอมเพียงอะตอมเดียว สิ่งเหล่านี้มักจะเป็นแอนไอออนเชิงเดี่ยว เช่น ฟลู ออ ไรด์ (F – ) หรือคลอไรด์ (Cl – ) ไอออน
ลิแกนด์หลายอะตอม
พวกมันคือลิแกนด์ที่เกิดจากอะตอมตั้งแต่สองอะตอมขึ้นไป พวกมันมีอยู่ทั่วไปมากที่สุดและรวมถึงลิแกนด์ เช่น โมเลกุลของน้ำ (H 2 O), โมเลกุลออกซิเจน (O 2 ), ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH – ) เป็นต้น
การจำแนกประเภทตามประจุไฟฟ้า
ลิแกนด์ที่เป็นกลาง
เป็นลิแกนด์ที่ไม่มีประจุไฟฟ้าสุทธิ นั่นคือพวกมันเป็นสายพันธุ์โมเลกุลที่มีกลุ่มอะตอมเช่น O, N, S, P หรือฮาโลเจนบางส่วน
ตัวอย่างของลิแกนด์ที่เป็นกลาง
| น้ำ ( H2O ) | แอมโมเนีย ( NH3 ) | อีเทอร์ (RO-R’) | เอมีน (R 3 N) |
| ฟอสฟีน (พีเอช3 ) | ไทโออีเทอร์ (RS-R’) | คาร์บอนมอนอกไซด์หรือคาร์บอนิล (CO) |
ลิแกนด์ประจุลบหรือประจุลบ
ลิแกนด์จำนวนมากเป็นกลุ่มที่มีอิเล็กตรอนมากเกินไป จึงมีประจุลบสุทธิ แอนไอออนเหล่านี้เป็นลิแกนด์ที่พบได้ทั่วไปและมีลักษณะพิเศษคือมีประจุลบโดยทั่วไปในอะตอมที่มีอิเล็กโทรเนกาติตีสูง เช่น O, N หรือฮาโลเจน ซึ่งก็คืออะตอมของผู้บริจาค อาจมีประจุลบตั้งแต่หนึ่งประจุขึ้นไป
ตัวอย่างของลิแกนด์ประจุลบหรือประจุลบ
| คลอไรด์ไอออน (Cl – ) | ฟลูออไรด์ไอออน (F – ) | โบรไมด์ไอออน (Br – ) | ไอโอไดด์ไอออน (I – ) |
| ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH – ) | ไซยาไนด์ไอออน (CN – ) | คาร์บอเนตไอออน (CO 3 2- ) | อัลคอกไซด์ (RO – ) |
การจำแนกประเภทตามจำนวนคู่อิเล็กตรอนของผู้บริจาค (hapticity)
ลิแกนด์บางตัวสามารถจับกับจุดศูนย์กลางโลหะได้ผ่านพันธะโคออร์ดิเนตเพียงอันเดียว ในขณะที่ลิแกนด์บางตัวสามารถจับกับแกนด์ได้ตั้งแต่ 2 พันธะขึ้นไป สิ่งนี้ก่อให้เกิดลิแกนด์ประเภทต่อไปนี้:
แกนด์ monodentate
พวกมันเป็นลิแกนด์ที่มีอะตอมของผู้บริจาคเท่านั้น ดังนั้นพวกมันจึงสร้างพันธะโคเวเลนต์ประสานกับศูนย์กลางโลหะได้เท่านั้น
ตัวอย่างของลิแกนด์โมโนเดนเทต
| น้ำ ( H2O ) | แอมโมเนีย ( NH3 ) | อีเทอร์ (RO-R’) | คลอไรด์ไอออน (Cl-) |
| ฟอสฟีน (พีเอช3 ) | ไทโออีเทอร์ (RS-R’) | เอมีน (R 3 N) | ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH-) |
Polydentate ลิแกนด์หรือสารคีเลต
ลิแกนด์จำนวนมากมีอะตอมของผู้ให้มากกว่าหนึ่งอะตอม และโครงสร้างของลิแกนด์ช่วยให้ลิแกนด์จับกับจุดศูนย์กลางโลหะด้วยพันธะพิกัดมากกว่าหนึ่งพันธะ ในโครงสร้างขั้นสุดท้าย ลิแกนด์จะล้อมรอบอะตอมกลางเหมือนปากที่กัดกินเข้าไป โดยอะตอมของผู้บริจาคจะทำหน้าที่เหมือนฟัน (จึงได้ชื่อโพลีเดนเทต) สารเชิงซ้อนที่เกิดจากการรวมตัวกันของโพลีเดนเทตลิแกนด์กับศูนย์กลางที่เป็นโลหะเรียกว่าคีเลต ดังนั้นลิแกนด์จึงเรียกอีกอย่างว่าสารคีเลต (สารที่ก่อตัวเป็นคีเลต)
สารคีเลตบางชนิดมีอะตอมของผู้ให้สองอะตอม ซึ่งในกรณีนี้เรียกว่า ไบเดนเทตลิแกนด์ (คำนำหน้า bi- หมายถึง 2)
พวกที่มีอะตอมของผู้ให้สามตัวเรียกว่าลิแกนด์ตรีศูล พวกที่มีสี่เตตระเดนเทต และอื่นๆ
ตัวอย่างของโพลีเดนเทตลิแกนด์
| เอทิลีนไดเอมีน (H 2 N-CH 2 -CH 2 -NH 2 ) | กรดเอทิลีนไดอามีนเตตระอะซิติก (EDTA) | วงแหวน heme porphyrin ในเฮโมโกลบิน | มงกุฎอีเทอร์ |
แกนด์ Ambdentate
ลิแกนด์เหล่านี้มีอะตอมของผู้บริจาคตั้งแต่ 2 อะตอมขึ้นไป แต่มีโครงสร้างที่ไม่อนุญาตให้ติดอะตอมทั้งสองเข้ากับศูนย์กลางโลหะเดียวกันพร้อมกัน ในกรณีเหล่านี้ สารประกอบเชิงซ้อนที่แตกต่างกันสองชนิดสามารถก่อตัวขึ้นโดยมีศูนย์กลางโลหะเดียวกัน ขึ้นอยู่กับว่า “ด้าน” ใดในสองด้านของลิแกนด์จับกับโลหะ ในกรณีเหล่านี้ ลิแกนด์ชนิดเดียวกันจะมีชื่อต่างกัน ขึ้นอยู่กับว่าอะตอมใดเป็นผู้บริจาคที่แท้จริง
ตัวอย่างของลิแกนด์ Ambidentate
| ไซยาไนด์ไอออนหรือไซยาโนลิแกนด์ที่มี C เป็นตัวให้ (–CN – ) | ไอโซไซยาไนด์ไอออนหรือไอโซไซยันลิแกนด์ที่มี N เป็นตัวให้ (–NC – ) | ไทโอไซยาเนตไอออนหรือไทโอไซยาเนตลิแกนด์ที่มี S เป็นตัวให้ (–SCN – ) |
| Isothiocyanate ion หรือ isothiocyan ligand โดยมี N เป็นตัวให้ (–NCS – ) | ไนโตรที่มี N เป็นตัวให้ (–NO 2 – ) | ไนไตรต์ที่มี O เป็นผู้บริจาค (–ONO – ) |
ลิแกนด์เชื่อม
ประการสุดท้าย เรามีลิแกนด์ที่สามารถจับกับศูนย์กลางโลหะมากกว่าหนึ่งแห่งได้พร้อมกัน ไม่ว่าจะผ่านอะตอมของผู้ให้ที่แยกจากกันสองอะตอม หรือผ่านอะตอมของผู้ให้เดียวกันเมื่อมีอิเล็กตรอนคู่ที่ไม่แบ่งปันมากกว่าหนึ่งคู่ กรณีสุดท้ายนี้พบได้บ่อยโดยเฉพาะในลิแกนด์ที่มี O, S หรืออะตอมของฮาโลเจนบางอะตอม หรือในกรณีของเอไมด์ที่มีไนโตรเจนเป็นลบซึ่งมีอิเล็กตรอนอิสระสองคู่
ด้วยการจับกับโลหะสองชนิดพร้อมๆ กัน ลิแกนด์เหล่านี้จะสร้างสะพานเชื่อมระหว่างจุดศูนย์กลางทั้งสอง และนั่นคือที่มาของชื่อ
ตัวอย่างของการเชื่อมโยงลิแกนด์
| ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH – ) | ออกไซด์ไอออน (O 2 2- ) | อะมิโดไอออน (NH 2 2- ) |
| ไซยาไนด์ไอออน (CN – ) | คาร์บอนมอนอกไซด์หรือคาร์บอนิล (CO) | คลอไรด์ไอออน (Cl – ) |
การจำแนกตามประเภทของออร์บิทัลของอะตอมหรือโมเลกุลที่เกี่ยวข้อง
ลิแกนด์ผู้บริจาค σ (ซิกมา)
พวกมันเป็นลิแกนด์ที่มีอิเล็กตรอนอิสระเพียงคู่เดียวและมอบให้ผ่านพันธะโคเวเลนต์ σ โดยทั่วไปจะทำให้ไอออนบวกเสถียรด้วยสถานะออกซิเดชัน ต่ำ ตัวอย่างของลิแกนด์เหล่านี้ ได้แก่ แอมโมเนียและเอมีน
ลิแกนด์ผู้บริจาค π (ปี่)
ลิแกนด์เหล่านี้จับกับใจกลางโลหะผ่านเมฆ π อิเล็กตรอน ซึ่งรวมถึงโอเลฟินส์และอะโรเมติกส์
ลิแกนด์ของผู้บริจาค σ และ π
พวกมันเป็นลิแกนด์ที่มีองค์ประกอบทางไฟฟ้าลบมากและมีความหนาแน่นของอิเล็กโทรนิกส์สูง กล่าวคือ พวกมันเป็นเบสแข็งของลูอิส โดยการผูกมัดกับใจกลางโลหะ พวกมันสามารถทำให้สถานะออกซิเดชันสูงเสถียรซึ่งโลหะมีออร์บิทัล d ทั้งหมดหรือเกือบทั้งหมดว่างเปล่า ทำให้ลิแกนด์สามารถบริจาคความหนาแน่นของอิเล็กตรอนผ่านพันธะ π และ σ ได้ ตัวอย่างทั่วไปคือฮาโลเจน
อ้างอิง
อลอนโซ่, D. (sf). ประเภทของลิแกนด์และคอมเพล็กซ์ สคริบ. https://es.scribd.com/document/231066058/Types-of-Ligands-and-Complexes
ช้าง ร. (2564). เคมี ( ฉบับ ที่ 11 ) MCGRAW HILL การศึกษา
Cotton, AF และ Wilkinson, G. (2549) เคมีอนินทรีย์ขั้นสูง/ เคมีอนินทรีย์ขั้นสูง (Tra ed.) รถลีมูส
สะพานเชื่อม . (น). ม้ง.es. https://hmong.es/wiki/Bridging_ligand
ลิแกนด์ – EcuRed (น). เอคิวเรด. https://www.ecured.cu/ลิแกนดอส
ซาราโกซา, เจอาร์ (2556). คู่มือ II ของการปฏิบัติเคมีอนินทรีย์ Computense มหาวิทยาลัยมาดริด http://147.96.70.122/Manual_de_Practicas_II/home.html?iv_6_complejos_compuestos_de_c.htm
