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Complexes de chimie de coordination

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Complexes de coordination consistant en un atome métallique central ou ion lié à un certain nombre de groupes fonctionnels appelés ligands.

Électrons sont trouvent dans des endroits prévisibles autour noyau d’un atome, appelées orbitales. La plupart des métaux ont un grand nombre d’électrons accessibles par rapport aux éléments de groupe principal légers tels que l’azote, d’oxygène ou carbone. Interagissent avec les ligands, ou coordonnent à, métaux de manière complexe facilitée par ces nombreux électrons accessibles.

Ligands coordonnent aux métaux dans de nombreux arrangements différents, ou des géométries qui peuvent avoir un effet significatif sur la réactivité au centre métallique. Les orientations qui adoptent des ligands sont affectées par la nature électronique des ligands et le métal.

Cette vidéo va présenter les principes des complexes métalliques et des ligands, démontrer une procédure pour l’échange de ligands à un centre métallique et d’introduire quelques applications des complexes métalliques en chimie et en médecine.

Ligands allant des ions simples tels que le chlorure de molécules complexes comme les porphyrines. La charge globale d’un complexe métallique dépend les charges nettes du métal et de chaque ligand. Les métaux sont fréquemment cationique, ou positive, et ligands sont souvent neutres ou anionique.

Ligands coordonnent aux métaux grâce à un ou plusieurs atomes donneurs liés au métal. Le nombre de groupes de donateurs non adjacentes au sein d’un ligand est appelé denticité. Un ligand bidentate occupe deux sites de coordination sur un métal, donc un complexe avec trois ligands bidentates peut adopter la même géométrie sous forme un complexe avec six ligands monodentates.

Ions ou des molécules de solvant peuvent interagir avec un complexe de coordination sans interface directement avec le métal, agissant souvent sous forme d’ions contre le. Ces peuvent également être impliqués dans les réactions dans lesquelles au moins un ligand est remplacé par une autre, ou substitué.

En substitution de l’associative, le nouveau ligand se coordonne pour le métal, puis l’un des ligands feuilles originales, ou se dissocie. En remplacement de dissociation, un ligand dissocie tout d’abord du métal, après quoi le nouveau ligand coordonne. Ligands peuvent également associer ou dissocier sans substitution, changer le nombre d’atomes donneurs autour du métal.

Complexes métalliques possèdent généralement des orbitales qui sont assez proches en énergie pour permettre des transitions électroniques entre eux. L’écart d’énergie entre ces orbitales est en corrélation avec certaines propriétés de ligand. Ces propriétés sont souvent définies dans la « série spectrochimique des ligands », qui eux classe de « faible » à « fort », où les ligands plus forts sont associées à une plus grande différence d’énergie.

Il est plus favorable pour les électrons dans les orbitales avec l’énergie la plus faible possible. Ces orbitales stabilisés sont trouvent dans les systèmes avec la plus large bande interdite. Ainsi, les réactions d’échange simple favorisent complexes avec des ligands forts.

Complexes de coordination absorber photons correspondant à l’énergie nécessaire pour les transitions électroniques sur les lacunes de l’énergie, souvent dans le spectre visible. La longueur d’onde de la lumière absorbée est la couleur complémentaire de la couleur observée du complexe. Ainsi, l’écart énergétique accrue de s’échanger un ligand plus faible pour un autre plus puissant peut changer la couleur du complexe.

Maintenant que vous comprenez les principes de complexes métalliques, Let ' s go grâce à une procédure pour l’examen des changements dans les énergies des orbitales par une série de réactions d’échange de ligand.

Pour commencer la procédure, obtenir les solutions de ligand approprié et la verrerie. Ensuite, préparer une solution de 1,84 g d’hexahydrate de sulfate de nickel solides et 100 mL d’eau désionisée. Le cation hexaaquanickel vert se formera dans la solution.

Sous une hotte, commencer en agitant la solution de hexaaquanickel à l’aide d’une barre de remuer et remuer la plaque. Puis, ajouter 15 mL d’ammoniaque aqueuse 5 M et attendez que la couleur de la solution de changer pour un bleu profond, ce qui indique la formation du cation hexaamminenickel.

Ensuite, ajouter 10 mL d’éthylènediamine de 30 %. Le changement de couleur de solution de violet indique qu’éthylènediamine a déplacé l’ammoniaque, formant le cation de nickel de tris (éthylènediamine).

Puis, ajouter 200 mL de la diméthylglyoxime 1 % dans l’éthanol dans le bécher de même. Le changement de couleur de solution de pourpre à une suspension de la poudre rouge indique la formation du complexe nickel peu soluble bis (diméthylglyoximato).

Enfin, ajouter 30 mL de la solution de cyanure de potassium 1 M. La dissolution de la rouge solide et le changement de couleur de solution jaune indique que les ligands de cyano ont déplacé les ligands diméthylglyoximato, formant l’anion tetracyanonickelate.

Les réactions de substitution sont tout spontanées, suivant les prédictions de la série spectrochimique.

L’énergie nécessaire pour provoquer des transitions électroniques au sein de ces complexes est prédite par la série à être le plus bas pour l’eau et le plus élevé pour le cyanure.

Les couleurs complémentaires associés à chaque solution sont de couleur rouges, orange, jaune, vert et bleu. L’énergie de la lumière visible augmente du rouge au bleu, ce qui laisse supposer que les photons absorbés aussi augmenteront l’énergie avec l’augmentation de la force de ligand, qui correspond à un plus grand écart entre les niveaux d’énergie orbitales.

Complexes métalliques sont utilisés dans un large éventail de domaines, de la synthèse chimique, pour le domaine médical.

De nombreux complexes métalliques sont utilisés comme catalyseurs ou comme réactifs en quantités stoechiométriques en synthèse organique. Développement de nouveaux catalyseurs avec divers ligands et les centres de métal est en cours, permettant d’accéder à nouveaux composés chimiques. Bon nombre des mécanismes par lesquels ces réactions impliquent échange de ligand au centre métallique. Une faible variation des ligands peut avoir un effet important sur la réactivité d’un métal complexe en synthèse organique. Une compréhension de la force relative de ligand et les effets stériques et électroniques des ligands sur le métal complex sont donc indispensables lors de la conception de nouveaux catalyseurs.

Complexes métalliques sont souvent utilisés en chimiothérapie. Développement de nouveaux médicaments anticancéreux souvent implique évaluation des complexes similaires existant des médicaments, mais à l’aide de différents ligands ou métaux. Ici, les complexes de titane et de vanadium ont été trouvés pour montrer l’efficacité similaire dans les évaluations préliminaires de cisplatine, un complexe du platine couramment. Ces composés peuvent interagir avec les cellules cancéreuses de différentes manières de cisplatine en raison des différences et ainsi peuvent être efficaces contre différents types de cellules cancéreuses.

Agents de contraste sont généralement métalliques complexes qui, lorsque introduit dans le corps, interagir avec l’eau dans les tissus voisins pour augmenter ou diminuer l’imagerie MRI. Le développement de nouveaux agents de contraste met l’accent sur la réduction de la toxicité que pose tout en conservant les propriétés d’un agent efficace.

Vous avez juste regardé introduction de Jupiter à la chimie de coordination. Vous devriez maintenant être familiarisé avec les principes de la chimie de coordination, une procédure permettant d’effectuer l’échange de ligand à un centre métallique et certaines applications de complexes métalliques.

Merci de regarder !

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