금속-리간드 결합

복합 이온에서 금속 이온은 리간드로 알려진 음이온 또는 중성 분자와 결합됩니다. 리간드는 하나 이상의 고독한 전자 쌍을 가지며 전자쌍 공여체 또는 루이스 염기로 작용합니다. 이는 전자쌍을 전자쌍 수용체 또는 루이스 산으로 작용하는 금속 이온에 기증합니다.

따라서 금속 이온과 리간드 사이의 배위 공유 결합은 루이스 산-염기 부가물을 형성합니다. 전자 쌍을 기부하는 리간드 원자는 공여체 원자로 알려져 있습니다. 금속 이온을 둘러싼 공여체 원자의 수는 금속 이온의 배위 수와 상관 관계가 있습니다.

존재하는 공여체 원자의 수에 따라 리간드는 한자리, 두자리 또는 여러 자리 리간드로 추가로 분류되며 이는 전하를 가지거나 중성일 수 있습니다. 한자리 리간드에는 하나의 공여체 원자가 있습니다. 산소는 중성 물 분자의 공여체 원자이고 질소는 하전된 시안화물 이온의 공여 원자입니다.

두자리 리간드는 금속 이온과 동시에 결합하기에 충분히 멀리 떨어져 있는 두 개의 공여 원자를 가지고 있습니다. 세 개의 비피리딘 분자의 질소 원자는 배위 번호가 6인 루테늄 이온에 결합합니다. 여러 자리 리간드의 구조는 두 개 이상의 공여 원자를 가지고 있습니다.

여기서 디에틸렌트리아민 두 분자의 여섯 개의 질소가 코발트 이온과 결합합니다. 복수의 공여 원자가 중심 금속 이온을 집게발처럼 고정시키는 것처럼 보이기 때문에 두자리 및 여러 자리 리간드는 킬레이트제라고도 불립니다. 킬레이트제는 한자리 리간드보다 중심 금속 이온에 더 많은 친화력을 가지고있어 보다 안정적인 배위 화합물을 형성합니다.

이것은 킬레이트 효과로 알려져 있습니다. 킬레이트제는 여러가지 기능을 가집니다. 이는 분해 반응을 촉매하는 데 관여하는 미량 금속 이온을 복합화하거나 에틸렌디아민테트라세테이트 또는 EDTA를 사용하여 납 중독을 치료함으로써 식품의 유통 수명을 증가시키는 데 사용됩니다.

복합 이온 형성은 산화, 환원 전위 또는 색상의 변화와 같은 금속 이온과 리간드의 물리적 화학적 특성에 영향을 미칩니다. 더욱이 리간드는 수화된 금속 이온의 탈양성자화 또는 다른 강하게 끌린 리간드에 의한 치환과 같은 반응을 겪을 수 있습니다. 여기서 물 분자는 금속 이온과 더 강하게 결합하는 암모니아로 치환됩니다.