Back to chapter

10.5:

איזומריזם מבני

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

Languages

Share

איזומרים הם תרכובות עם אותה נוסחה מולקולרית אך בעלי סידור מבנה שונה. לכל איזומר יש תכובות פיזיקליות וכימיות מובהקות. בתרכובות קוארדינטיביות, סוג אחד של איזומריות שנצפה הוא איזומריות מבנית.באיזומריות מבנית, הקישוריות של האטומים לאטום המתכת המרכזי שונה, למרות שיש להם אותה נוסחה מולקולרית. ניתן להמשיך לסווג את האיזומרים לאיזומרים של ספרת קואורדינציה לעומת איזומרים של קישור. איזומרים של ספרת קואורדינציה מתקיימים כשהליגנדה הקוארדינטיבית למתכת המרכזית בספרת הקוארדינציה מחליפה מקום עם יון מנוגד בסריג.לכן, בעוד שמספר הקואורדינציה של יון המתכת נשאר קבוע, ההרכב של ספרת הקואורדינציה והתרכובת משתנה. בקומפלקס הקוארדינטיבי של קובלט, האיזומרים של ספרת הקואורדינציה יכולים להתקיים עם ליגנדת ברום או כלור. כיוון שהרכב התרכובת שונה, לכל אחד מהאיזומרים הללו יש תכונות כימיות שונות.כשפנטאמינברומוקובלט כלוריד מומס במים, הוא יוצר יוני כלור בעוד שבפנטאמינברומוקובלט ברומיז יוצר יוני ברום בתמיסה. לעומת זאת, איזומריות קישור נוצרת כשליגנדה יכול להיות קוארדינטיבית עם אטום המתכת המרכזי בשני כיוונים שונים. לכן, ליגנדות מונודנטטיות עם יותר מאטום תורם פוטנציאלי אחד יכולות ליצור איזומריות קישור.שם הליגנדה משתנה על פי האטום התורם הקוארדינטיבי עם יון המתכת. ליון החנקית יש שני זוגות אלקטרונים בודדים, אחד באטום החנקן והשני באטום החמצן. כל אחד מהם יכול ליצור קשר קואורדינציה קוולנטי עם יון המתכת המרכזי.כשיון החנקן מתואם באמצעות זוג האלקטרונים הבודדים באטום החנקן, הוא מכונה ליגנדת ניטרו. כשאטום החמצן משמש כתורם, הוא מכונה ליגנדת ניטריטו. לקומפלקסי קואורדינציה של מתכת קובלט עם יוני חנקן יש שני איזומרי קישור אפשריים, פנטה אמינניטרוקובלט צהוב ופנטה אמינניטריטוקובלט כתום.

10.5:

איזומריזם מבני

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.

Image1

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.