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20.6:

입체이성질현상

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Chemistry
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Stereoisomerism

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배위 화합물의 입체 이성질체는 동일한 화학식과 금속 원자에 대한 리간드의 연결성을 가지지만 중심 원자 주변의 리간드 분자의 배열이 다른 분자입니다. 분자 구조에 근거하여 배위 화합물의 입체 이성질체는 기하학적 이성질체 또는 광학 이성질체로 분류됩니다. 기하학적 이성질체는 완전히 다른 분자 기하 구조를 가지고 있고 뚜렷한 물리적, 화학적 성질을 가진 입체 이성질체입니다.시스-트랜스는 기하학적 이성질체의 한 예입니다. 두 개의 동일한 리간드 즉 MA²B²가 있는 정사각형 평면 복합체 및 네 개의 동일한 리간드 집합과 다른 리간드 쌍 즉 MA²B²이 있는 8면체 복합체에서 발생합니다. 예를 들어 시스플라틴으로 알려진 정사각형 평면 화합물 다이아미네디클로로 백금 의 시스 이성질체에서 염화물 리간드는 서로 인접하고 분자의 같은 면에 있습니다.트랜스 이성질체인 트랜스플라틴에서 염화물 리간드는 분자의 반대편에 있습니다. 3개의 동일한 리간드 즉 MA₃B₃의 두 집합이 있는 팔면체 화합물은 fac-mer 이성질체로 알려진 또 다른 유형의 기하학적 이성질체를 나타낼 수 있습니다. 예를 들어, 트리아미네이트리히로코발트(III)의 fac 이성질체에서 3개의 아민 리간드와 3개의 염화물 리간드는 분자의 반대쪽에 있으므로 팔면체의 반대면을 구성합니다.mer 이성질체에서 3개의 동일한 리간드는 중심 금속 원자 주위에서 호를 형성합니다. 다른 종류의 입체 이성질체는 광학 이성질체로 정의됩니다. 우리 손처럼 광학 이성질체는 서로의 거울상이며 겹쳐질 수 없습니다.거울상 이성질체라고도 하는 이 이성질체는 키랄로 설명되며 물리적 및 화학적 특성에서 거의 차이가 없습니다. 광학 이성질체는 평면 편광과의 상호작용으로 구별됩니다. 편광은 단일 평면에서 진동하는 전기장 벡터를 가지며 편광된 빛이 이성질체 용액을 통과할 때 일정량 회전합니다.예를 들어 트리스(에틸렌디아민)코발트(III)의 한 거울상체는 평면을 오른쪽으로 회전시키고 우선성 또는 d 광학 이성질체라고 합니다. 다른 거울상체는 평면을 왼쪽으로 회전시키며 좌선성 또는 l 광학 이성질체라고 합니다.

20.6:

입체이성질현상

복합체의 이소머리즘

이소머스는 동일한 화학 적 수식을 가진 다른 화학 종입니다.

전환 금속 복합체는 종종 동일한 원자가 동일한 유형의 결합을 통해 연결되지만 공간에서의 방향이 다른 기하학적 이소인으로 존재합니다. 시스에 두 개의 서로 다른 리간드와 조정 복합체와 관심 형태의 isomers의 리간드에서 트랜스 위치. 예를 들어, 옥타헤드랄[Co(CO(CO)3)4Cl2]+ 이온에는 시스 구성에서 2개의 이소마(그림 1)가 있으며, 두 개의 염화물 리간드가 서로 인접한다. 다른 이소머, 트랜스 구성은 서로 바로 건너편에 두 개의 염화물 리간드가 있습니다.

Image1

그림 1. [Co(H2O)4Cl2]+의 시스트랜스 이소메르는 동일한 금속 이온에 부착된 동일한 리간드를 함유하고 있지만, 공간 배치로 인해 이 두 화합물이 매우 다른 특성을 갖도록 합니다.

물질의 다른 기하학적 이성기는 다른 화학 화합물이다. 그들은 동일한 공식을 가지고 있지만, 다른 속성을 전시한다. 예를 들어, [Co(NH3)4Cl2]NO3의 두 이소마는 색상이 다릅니다. 시스 형태는 보라색이며 트랜스 형태는 녹색입니다. 또한, 이 이소성들은 서로 다른 이폴 순간, 용해성 및 재활동을 가지고 있습니다. 우주의 배열이 분자 특성에 어떤 영향을 미칠 수 있는지에 대한 예로, 두 가지 [Co(Co(CO)3)4Cl2]NO3 이소마의 극성을 고려한다. 분자 또는 이온의 극성은 결합 이폴 (결합 원자의 전기성의 차이에 기인) 및 공간에서의 배열에 의해 결정된다는 것을 기억하십시오. 한 이소머에서 시스 염화물 리간드는 분자의 한쪽에 더 많은 전자 밀도를 일으켜 극성입니다. 트랜스 이좀러의 경우, 각 리간드는 동일한 리간드에서 바로 건너편에 있으므로 결합 이폴이 취소되고 분자는 극적이지 않습니다.

또 다른 중요한 유형의 isomers는 광학 이소머 또는 enantiomers로, 두 개체는 서로 의 정확한 미러 이미지이지만 모든 부품이 일치되도록 줄 지어 수 없습니다. 즉, 광학 isomers는 슈퍼Pos가 불가능한 미러 이미지입니다. 이것의 고전적인 예는 오른손과 왼손이 서로 거울 이미지이지만 중첩 될 수없는 한 쌍의 손입니다. 광학 이소종은 생체 시스템이 종종 하나의 특정 광학 이좀러를 통합하고 다른 하나가 아니기 때문에 유기 및 생화학에서 매우 중요합니다. 기하학적 이성질체와 는 달리, 광학 이성질체 쌍은 거의 동일한 특성(비등점, 극성, 용해도 등)을 가지고 있습니다. 광학 이소성은 편광에 영향을 미치는 방식과 다른 광학 이소마와 어떻게 반응하는지에 따라 다릅니다. 조정 복합체의 경우, [M(en)3]n+ [Mn+가 철(III) 또는 코발트(II)와 같은 중앙 금속 이온인 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 많은 협응 화합물이 엔안티오머를 형성한다. 이 두 isomers다른 광학 isomers와 다르게 반응 합니다. 예를 들어, DNA 헬리크는 광학 이성질체이며, 자연에서 발생하는 형태(오른손잡이 DNA)는 [M(en)3]n+의 한 isomer에만 결합하고 다른 하나는 그렇지 않다.

Image2

그림 2. 복합체 [M(en)3]n+ (Mn+ = 금속 이온, en = 에틸렌디아민)에는 과열성이 없는 미러 이미지가 있습니다.

[Co(co))2Cl2]+ 이온은 기하학적 이성애(시스/트랜스)를 나타내며, 그 시스 이소머는 한 쌍의 광학 이소머(도 3)로 존재한다.

Image3

그림 3. [Co(co)2Cl2]+ 3가지 이소성 형태가 존재한다. 염소가 180° 각도로 배치될 때 형성된 트랜스 이소머는 시스 이소머와 매우 다른 특성을 가지고 있습니다. 시스 이소머의 미러 이미지는 다른 enantiomers와 반응할 때를 제외하고는 동일한 동작을 갖는 한 쌍의 광학 이소머를 형성합니다.

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 전환 금속의 19.2 조정 화학에서 채택되었습니다.