20.5:

20.5: Izomeria strukturalna

Structural Isomerism

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Chemistry

Structural Isomerism

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

20.4: Coordination Number and Geometry

20.7: Valence Bond Theory

19,060 Views

•

02:34 min

•

September 24, 2020

Overview

Izomeria w kompleksach

Izomery to różne rodzaje chemiczne, które mają ten sam wzór chemiczny. Izomerię strukturalną związków koordynacyjnych można podzielić na dwie podkategorie, izomery sprzężeń i izomery sfery koordynacyjnej.

Izomery sprzężeń występują, gdy związek koordynacyjny zawiera ligand, który może wiązać się z centrum metalu przejściowego za pośrednictwem dwóch różnych atomów. Na przykład ligand CN⁻ może wiązać się przez atom węgla lub przez atom azotu. Podobnie ^SCN− może być związany przez atom siarki lub azotu. Na rysunku 1 pokazano kilka różnych ligandów zdolnych do izomerii wiązań. Nomenklatura ligandów zdolnych do izomerii wiązania zależy od tego, który atom donorowy jest związany z jonem metalu. Na przykład ligand CN⁻ związany przez atom węgla nazywa się cyjanem, podczas gdy ten sam ligand związany przez atom azotu nazywa się izocyjanem.

Rysunek 1. Wykaz różnych ligandów zdolnych do izomerii wiązań. W cząsteczce liganda atom w kolorze czerwonym wiąże się z centralnym atomem metalu.

Izomery sfery koordynacyjnej (lub izomery jonizacji) występują, gdy jeden ligand anionowy w wewnętrznej sferze koordynacyjnej jest zastępowany przeciwjonem z zewnętrznej sfery koordynacyjnej. Prostym przykładem dwóch izomerów sfery koordynacyjnej są [CoCl₆][Br] i [CoCl₅Br][Cl].

Ten tekst jest adaptacją z Openstax, Chemia 2e, Sekcja 19.2: Koordynacja chemii metali przejściowych.

Transcript

Izomery to związki o tym samym wzorze cząsteczkowym, ale innym układzie strukturalnym. Każdy izomer ma inne właściwości fizyczne i chemiczne. W związkach koordynacyjnych jednym z obserwowanych rodzajów izomerii jest izomeria strukturalna.

W izomerii strukturalnej połączenia atomów z centralnym atomem metalu są różne pomimo tego samego wzoru cząsteczkowego. Można go dalej podzielić na izomery sfery koordynacyjnej i izomery sprzężeń.

Izomery sfery koordynacyjnej występują, gdy ligand skoordynowany z metalem centralnym w sferze koordynacyjnej zamienia się miejscami z przeciwjonem w sieci. Tak więc, podczas gdy liczba koordynacyjna jonu metalu pozostaje stała, zmienia się skład sfery koordynacyjnej i związku.

W kompleksie współrzędnych kobaltu możliwe są dwa izomery sfery koordynacyjnej z bromem jako ligandem lub chlorem. Ponieważ skład związku jest różny, każdy z tych izomerów ma inne właściwości chemiczne. Po rozpuszczeniu w wodzie chlorek pentaamminowobromokaltu(II) wytwarza jony chlorkowe, podczas gdy bromek pentaamminychlorokobaltu(II) wytwarza jony bromkowe w roztworze.

Z drugiej strony izomeria sprzężeń występuje, gdy ligand może koordynować się z centralnym atomem metalu w dwóch różnych orientacjach. Tak więc ligandy monozębate z więcej niż jednym potencjalnym atomem donorowym są zdolne do izomeryzacji wiązań. W zależności od tego, który atom donorowy koordynuje się z jonem metalu, zmienia się nazwa liganda.

Jon azotynowy ma dwie samotne pary elektronów, jedną na atomie azotu i jedną na atomie tlenu. Każdy z nich może tworzyć koordynacyjne wiązanie kowalencyjne z centralnym jonem metalu.

Kiedy jon azotynów koordynuje się przez samotną parę elektronów na atomie azotu, jest znany jako ligand nitro. Kiedy atom tlenu działa jako donor, jest znany jako ligand nitrytowy.

Kompleksy koordynacyjne metaliczu kobaltowego z jonami azotynów mają dwa możliwe izomery wiązania, żółty pentaamminnitrokobalt(III) i pomarańczowy pentaamminitrytokobalt(III).

Key Terms and definitions

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for