Chapter 10: Transition Metals and Coordination Complexes

Back to chapter

10.5:

Structurele Isomerie

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

Previous Video
10.4: Coordination Number and Geometry

Next Video
10.7: Valence Bond Theory

Languages

Share

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

Isomeren zijn verbindingen met dezelfde molecuulformule maar een andere structurele rangschikking. Elke isomeer heeft verschillende fysische en chemische eigenschappen. In coördinatieverbindingen is één type isomerie dat wordt waargenomen structurele isomerie.Bij structurele isomerie zijn de verbindingen van de atomen met het centrale metaalatoom verschillend ondanks dezelfde moleculaire formule. Het kan verder worden onderverdeeld in isomeren van de coördinatiesfeer en koppelingsisomeren. Coördinatiesfeer-isomeren ontstaan wanneer de ligand gecoördineerd met het centrale metaal in de coördinatiesfeer van plaats verwisselt met een tegenion in het rooster.Dus terwijl het coördinatiegetal van het metaalion constant blijft, verandert de samenstelling van de coördinatiesfeer en de verbinding. In het coördinatencomplex van kobalt zijn twee coördinatenbol-isomeren mogelijk met broom of chloor als ligand. Omdat de samenstelling van de verbinding verschillend is, heeft elk van deze isomeren verschillende chemische eigenschappen.Wanneer het wordt opgelost in water, genereert pentaamminebroomkobalt(II)chloride chloride-ionen, terwijl pentaamminechlorocobalt(II)bromide bromide-ionen in de oplossing genereert. Koppelingsisomerie, aan de andere kant, treedt op wanneer een ligand kan coördineren met het centrale metaalatoom in twee verschillende oriëntaties. Aldus zijn monodentate liganden met meer dan één potentieel donoratoom in staat tot isomerisatie.Afhankelijk van welk donoratoom coördineert met het metaalion, verandert de naam van het ligand. Het nitrietion heeft twee vrije elektronenparen, één op het stikstofatoom en één op het zuurstofatoom. Elk van deze kan een gecoördineerde covalente binding vormen met het centrale metaalion.Wanneer het nitrietion door het eenzame elektronenpaar op het stikstofatoom coördineert, staat het bekend als het nitro-ligand. Wanneer het zuurstofatoom als donor fungeert, staat het bekend als de nitritoligand. Coördinatiecomplexen van kobaltmetaal met nitrietionen hebben twee mogelijke koppelingsisomeren, een geelgekleurd pentaamminenitrokobalt(III)en een oranjekleurig pentaamminenitritokobalt(III)

10.5:

Structurele Isomerie

Isomerism in Complexes

Isomers are different chemical species that have the same chemical formula. Structural isomerism of coordination compounds can be divided into two subcategories, the linkage isomers and coordination-sphere isomers.

Linkage isomers occur when the coordination compound contains a ligand that can bind to the transition metal center through two different atoms. For example, the CN⁻ ligand can bind through the carbon atom or through the nitrogen atom. Similarly, SCN⁻ can be bound through the sulfur or nitrogen atom. A few different ligands capable of linkage isomerism are shown in Figure 1. The nomenclature of ligands capable of linkage isomerism depends on which donor atom is bonded with the metal ion. For example, a CN⁻ ligand bound through the carbon atom is called cyano, while the same ligand bound through a nitrogen atom is called isocyano.

Figure 1. List of different ligands capable of linkage isomerism. In the ligand molecule, the atom in the red binds to the central metal atom.

Coordination-sphere isomers (or ionization isomers) occur when one anionic ligand in the inner coordination sphere is replaced with the counter ion from the outer coordination sphere. A simple example of two coordination-sphere isomers are [CoCl₆][Br] and [CoCl₅Br][Cl].

This text is adapted from Openstax, Chemistry 2e, Section19.2: Coordination Chemistry of Transition Metals.