Какво е координирана ковалентна връзка? (с примери)

а координирана ковалентна връзка или координационна връзкавид връзка, в която един от прикрепените атоми доставя всички споделени електрони.

В проста ковалентна връзка, всеки атом доставя електрон към връзката. От друга страна, в координационна връзка, атомите, които даряват електрона за образуване на връзка, се наричат ​​донорен атом, докато атомът, който приема двойката електрони, да се присъедини, се нарича акцепторен атом (Clark, 2012).

Координационната връзка е представена от стрелка, която започва от донорните атоми и завършва при акцепторния атом (Фигура 1). В някои случаи донорът може да бъде молекула.

В този случай един атом в молекулата може да дари двойката електрони, която би била базата на Луис, докато молекулата с акцепторна способност ще бъде киселина на Люис (Координатна ковалентна връзка, S.F.).

Координационната връзка има характеристики, подобни на тези на проста ковалентна връзка. Съединенията, които имат този вид връзка, обикновено имат ниски точки на топене и кипене, с несъществуващо кулоновско взаимодействие между атомите (за разлика от йонната връзка) и съединенията са много разтворими във вода (Atkins, 2017).

Някои примери за координирани ковалентни връзки

Най-често срещаният пример за координационна връзка е амониевият йон, който се образува от комбинацията на молекула амоняк и протон от киселина..

В амоняка азотният атом има самотна двойка електрони след завършване на своя октет. Дайте тази самотна двойка на водородния йон, така че азотният атом става донор. Водородният атом става акцептор (Schiller, S.F.).

Друг често срещан пример за свързваща връзка е образуването на хидрониевия йон. Както и при амониевия йон, свободната електронна двойка от водната молекула служи като донор на протона, който е акцептор (фигура 2).

Трябва обаче да се има предвид, че след като е установена координационната връзка, всички водороди, свързани с кислород, са точно еквивалентни. Когато водородният йон се разруши отново, няма дискриминация между отделянето на водорода.

Отличен пример за основна киселинна реакция на Lewis, която илюстрира образуването на ковалентна координатна връзка, е реакцията на образуване на борен трифлуориден адукт с амоняк..

Борен трифлуорид е съединение, което няма структура на благороден газ около атом на бор. Борът има само 3 двойки електрони в своята валентна обвивка, така че се казва, че BF3 е с недостиг на електрони.

Неразпределената електронна двойка амонячен азот може да се използва за преодоляване на този дефицит и се образува съединение, което включва координационна връзка..

Тази електронна двойка азот е дарена на празната орбитала на бор. Тук амонякът е основата на Люис, а BF3 е киселината на Люис.

Координационна химия

Има клон на неорганичната химия, посветен изключително на изучаването на съединения, които образуват преходни метали. Тези метали се свързват с други атоми или молекули чрез координационни връзки, за да образуват сложни молекули.

Тези молекули са известни като координационни съединения и науката, която ги изучава, се нарича координационна химия.

В този случай веществото, свързано с метала, който би бил донор на електрони, е известно като лиганд и обикновено координационните съединения са известни като комплекси..

Координиращите съединения включват вещества като витамин В12, хемоглобин и хлорофил, багрила и пигменти, както и катализатори, използвани в приготвянето на органични вещества (Jack Halpern, 2014).

Пример за комплексен йон би бил кобалтовият комплекс [Co (NH₂СН₂СН₂NH₂) 2ClNH₃]²⁺  което би било дихлороамиетилен диамин кобалт (IV).

Координационната химия се дължи на работата на швейцарския химик Алфред Вернер, който изследва различни съединения на кобалтов (III) хлорид и амоняк. След добавянето на солна киселина, Вернер отбелязва, че амонякът не може да бъде напълно елиминиран. След това той предложил амонякът да бъде по-тясно свързан с централния кобалтов йон.

Обаче, когато се добави воден сребърен нитрат, един от образуваните продукти беше твърд сребърен хлорид. Количеството образуван сребърен хлорид е свързано с броя на молекулите на амоняка, свързани с кобалт (III) хлорид.

Например, когато се добави сребърен нитрат към CoCl₃ · 6NH₃, трите хлориди станаха сребърен хлорид.

Обаче, когато се добави сребърен нитрат към CoCl₃ · 5NH₃, само 2 от 3-те хлориди образуват сребърен хлорид. Когато CoCl беше третиран₃.4NH₃  с сребърен нитрат, един от трите хлорида се утаява като сребърен хлорид.

Получените наблюдения предполагат образуването на комплексни или координационни съединения. В сферата на вътрешната координация, която също се споменава в някои текстове като първа сфера, лигандите са директно свързани с централния метал..

Във външната сфера на координация, понякога наричана втора сфера, други йони са свързани с комплексния йон. Вернер е удостоен с Нобелова награда през 1913 г. за своята теория на координацията (Въведение в координационната химия, 2017).

Тази координационна теория прави преходните метали два вида валентност: първата валентност, определена от окислителния номер на метала и другата валентност, наречена координационен номер.

Окислителният брой показва колко ковалентни връзки могат да се образуват в метала (например желязото (II) произвежда FeO) и координационният номер показва колко координационни връзки могат да се образуват в комплекса (например желязото с координатен номер 4 произвежда [FeCl]₄]^- и [FeCl₄]^2-) (Координационни съединения, 2017).

В случая на кобалт той има координационен номер 6. Ето защо при експериментите на Вернер, когато се добавя сребърен нитрат, винаги се получава количеството сребърен хлорид, който ще остави хексакоординиран кобалт..

Координационните връзки на този тип съединения имат характеристиката да бъдат оцветени.

Всъщност те са отговорни за типичното оцветяване, свързано с метал (червено желязо, синьо кобалт и т.н.) и са важни за тестовете за спектрофотометрична абсорбция и атомни емисии (Skodje, S.F.).

препратки

1. Atkins, P. W. (2017, 23 януари). Химично свързване. Възстановен от britannica.com.
2. Clark, J. (2012, септември). КООРДИНАЦИЯ (DATIVE COVALENT) ЗАКРИВАНЕ. Изтеглено от chemguide.co.uk.
3. Координация на ковалентната връзка. (S.F.). Възстановен от химията.tutorvista.
4. Координационни съединения. (2017, 20 април). Възстановен dechem.libretexts.org.
5. Въведение в координационната химия. (2017, 20 април). Взето от chem.libretexts.org.
6. Джак Халперн, Г. Б. (2014, 6 януари). Координиращо съединение. Възстановен от britannica.com.
7. Schiller, M. (S.F.). Координира ковалентно свързване. Възстановен от easychem.com.
8. Skodje, K. (S.F.). Координатна ковалентна връзка: определение и примери. Взето от study.com.