Kovalentná koordinovať väzbu alebo koordinačný väzba je typ väzby, v ktorej jeden z pripojených atómy dodávky všetky zdieľané elektrónov.
V jednoduchej kovalentnej väzbe každý atóm dodáva väzbu jeden elektrón. Na druhej strane, v koordinačnej väzbe sa atómy, ktoré darujú elektrón na vytvorenie väzby, nazývajú atómom donora, zatiaľ čo atóm, ktorý prijíma pár elektrónov na pripojenie, sa nazýva akceptorový atóm (Clark, 2012).
Obrázok 1: predstavuje koordinačnú väzbu medzi donorovým atómom (N) a akceptorom (H).
Koordinačná väzba je znázornená šípkou, ktorá začína od atómov donora a končí u akceptorového atómu (obrázok 1). V niektorých prípadoch môže byť darcom molekula.
V tomto prípade atóm v molekule môže darovať elektrónový pár, ktorým by bola Lewisova báza, zatiaľ čo molekula s akceptačnou kapacitou by bola Lewisova kyselina (Coordinate Covalent Bond, SF).
Koordinačná väzba má charakteristiky podobné vlastnostiam jednoduchej kovalentnej väzby. Zlúčeniny, ktoré majú tento typ väzby, majú všeobecne nízku teplotu topenia a teplotu varu, s neexistujúcou coulombickou interakciou medzi atómami (na rozdiel od iónovej väzby) a zlúčeniny sú veľmi dobre rozpustné vo vode (Atkins, 2017).
Niekoľko príkladov koordinovaných kovalentných väzieb
Najbežnejším príkladom koordinačnej väzby je amónny ión, ktorý sa vytvára kombináciou molekuly amoniaku a protónu z kyseliny.
V amoniaku má atóm dusíka po dokončení oktetu osamelý pár elektrónov. Darujte tento osamelý pár vodíkovému iónu, a tak sa atóm dusíka stáva darcom. Atóm vodíka sa stáva akceptorom (Schiller, SF).
Obrázok 2: znázornenie koordinačnej väzby hydróniových iónov.
Ďalším bežným príkladom údajnej väzby je tvorba hydróniového iónu. Rovnako ako v prípade amónneho iónu slúži voľný elektrónový pár molekuly vody ako darca protónu, ktorý je akceptorom (obrázok 2).
Malo by sa však poznamenať, že po vytvorení koordinačnej väzby sú všetky atómy vodíka viazané na kyslík presne rovnocenné. Keď sa vodíkový ión znova rozpadne, nedochádza k diskriminácii medzi tým, ktorý z vodíkov sa uvoľňuje.
Vynikajúcim príkladom reakcie Lewisovej kyseliny s bázou, ktorá ilustruje tvorbu koordinovanej kovalentnej väzby, je reakcia tvorby aduktu fluoridu boritého s amoniakom.
Fluorid boritý je zlúčenina, ktorá nemá štruktúru vzácneho plynu okolo atómu bóru. Bór má vo svojom valenčnom plášti iba 3 páry elektrónov, takže BF3 je považovaný za deficit elektrónov.
Na prekonanie tohto nedostatku sa môže použiť nezdieľaný elektrónový pár amoniakového dusíka a vytvorí sa zlúčenina, ktorá zahŕňa koordinačnú väzbu.
Obrázok 3: Adukt medzi molekulou fluoridu boritého a amoniakom.
Tento pár elektrónov z dusíka sa daruje prázdnemu orbitálu bóru. Amoniak je tu Lewisova báza a BF3 je Lewisova kyselina.
Koordinačná chémia
Existuje odvetvie anorganickej chémie, ktoré sa venuje výlučne štúdiu zlúčenín, ktoré tvoria prechodné kovy. Tieto kovy sa spájajú s inými atómami alebo molekulami prostredníctvom koordinačných väzieb za vzniku komplexných molekúl.
Tieto molekuly sú známe ako koordinačné zlúčeniny a veda, ktorá ich študuje, sa nazýva koordinačná chémia.
V tomto prípade je látka naviazaná na kov, ktorým by bol elektrónový donor, známa ako ligand a koordinačné zlúčeniny sú všeobecne známe ako komplexy.
Koordinačné zlúčeniny zahŕňajú látky ako vitamín B12, hemoglobín a chlorofyl, farbivá a pigmenty a katalyzátory používané pri príprave organických látok (Jack Halpern, 2014).
Príkladom komplexného iónu by mohol byť komplex kobaltu 2+ , ktorým by bol kobalt dichlóraminaminetyléndiamínu (IV).
Koordinačná chémia vyrastala z práce švajčiarskeho chemika Alfreda Wernera, ktorý skúmal rôzne zlúčeniny chloridu kobaltnatého a amoniaku. Po pridaní kyseliny chlorovodíkovej Werner zistil, že amoniak sa nedá úplne odstrániť. Potom navrhol, aby bol amoniak pevnejšie viazaný na centrálny kobaltový ión.
Keď sa však pridal vodný dusičnan strieborný, jedným z vytvorených produktov bol pevný chlorid strieborný. Množstvo vytvoreného chloridu strieborného súviselo s počtom molekúl amoniaku naviazaných na chlorid kobaltnatý.
Napríklad, keď sa dusičnan strieborný pridá k Coclé 3 · 6NH 3 , všetky tri chloridy boli prevedené na chlorid strieborný.
Avšak, keď dusičnan strieborný bol pridaný do Coclé 3 · 5NH 3 , iba 2 z 3 chloridov vytvorených chlorid strieborný. Keď Coclé 3 .4NH 3 sa nechá reagovať s dusičnanom strieborným, jeden z troch chloridov sa vyzráža ako chloridom strieborným.
Výsledné pozorovania naznačujú tvorbu komplexných alebo koordinačných zlúčenín. V oblasti vnútornej koordinácie, ktorá sa v niektorých textoch označuje aj ako prvá sféra, sú ligandy priamo spojené s centrálnym kovom.
Vo vonkajšej sfére koordinácie, ktorá sa niekedy nazýva druhá sféra, sú k komplexnému iónu pripojené ióny. Werner získal Nobelovu cenu v roku 1913 za svoju teóriu koordinácie (Úvod do koordinačnej chémie, 2017).
Táto teória koordinácie spôsobuje, že prechodné kovy majú dva typy valencie: prvá valencia je určená oxidačným číslom kovu a druhá valencia sa nazýva koordinačné číslo.
Oxidačné číslo udáva, koľko kovalentných väzieb sa môže v kove vytvoriť (napríklad železo (II) produkuje FeO) a koordinačné číslo hovorí, koľko koordinačných väzieb sa môže tvoriť v komplexe (príklad produkuje železo s koordinačným číslom 4 - a 2- ) (koordinačné zlúčeniny, 2017).
V prípade kobaltu má koordinačné číslo 6. Preto sa pri Wernerových pokusoch vždy pri pridávaní dusičnanu strieborného vždy získalo také množstvo chloridu strieborného, ktoré by zanechalo hexakordovaný kobalt.
Koordinačné väzby tohto typu zlúčeniny sa vyznačujú zafarbením.
V skutočnosti sú zodpovedné za typické sfarbenie spojené s kovom (červené železo, modrý kobalt atď.) A sú dôležité pre atómové emisie a absorpčné spektrofotometrické testy (Skodje, SF).
Referencie
- Atkins, PW (2017, 23. januára). Chemické viazanie. Obnovené zo stránky britannica.com.
- Clark, J. (2012, september). KOORDINÁCIA (DOVOZNÉ DOVOZNÉ) PREPOJENIE. Získané z chemguide.co.uk.
- Koordinujte Kovalentný dlhopis. (SF). Obnovené z chemistry.tutorvista.
- Koordinačné zlúčeniny. (2017, 20. apríla). Získané z chem.libretexts.org.
- Úvod do koordinačnej chémie. (2017, 20. apríla). Získané z chem.libretexts.org.
- Jack Halpern, GB (2014, 6. januára). Koordinačná zlúčenina. Obnovené zo stránky britannica.com.
- Schiller, M. (SF). Koordinujte kovalentné spájanie. Obnovené zo servera easychem.com.
- Skodje, K. (SF). Kovalentná väzba súradníc: definícia a príklady. Obnovené zo štúdie.com.