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Koordination-Chemie-komplexe

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Komplexe Koordination bestehen aus einer zentralen Metallatom oder Ion an eine Anzahl von funktionellen Gruppen bekannt als Liganden gebunden.

Elektronen befinden sich in vorhersehbaren Orten rund um einen Atomkern, orbitale genannt. Die meisten Metalle haben eine große Anzahl von zugänglich Elektronen im Vergleich zu leichten Hauptgruppe Elemente wie Stickstoff, Sauerstoff oder Kohlendioxid. Liganden mit interagieren oder zu koordinieren, Metalle auf komplexe Weise durch diese vielen zugänglich Elektronen erleichtert.

Liganden koordiniert zu Metallen in vielen verschiedenen Anordnungen oder Geometrien, die erhebliche Auswirkungen auf die Reaktivität an das Metallzentrum haben kann. Die Ausrichtungen, die Liganden verabschieden sind die elektronische Art der Liganden und das Metall betroffen.

Dieses Video führt die Grundsätze der Metallkomplexe und Liganden, zeigen ein Verfahren für den Austausch von Liganden an einem Metallzentrum und stellen ein paar Anwendungen von Metallkomplexen in Chemie und Medizin.

Liganden reichen von einfachen Ionen wie Chlorid, komplexe Moleküle wie Porphyrine. Der Gesamtbelastung ein Metallkomplex richtet sich nach der Netto-Sonderaufwendungen von Metall und jede Liganden. Metalle sind häufig kationische oder positiv und Liganden sind oft neutral oder anionischen.

Liganden, Metalle durch einen oder mehrere Spender Atome gesprungen, um das Metall zu koordinieren. Die Anzahl der Spender nicht benachbarte Gruppen innerhalb eines Liganden nennt man Denticity. Zweizähnigen Liganden befindet sich zwei Koordination Websites auf ein Metall, ein Komplex mit drei zweizähnigen Liganden die gleiche Geometrie wie ein Komplex mit sechs Monodentate Liganden annehmen kann.

Ionen oder Lösungsmittel Moleküle können mit einem Koordination Komplex interagieren, ohne Schnittstellen direkt mit dem Metall, oft als Counter Ionen. Diese können auch an Reaktionen beteiligt sein, in denen mindestens ein Ligand ist durch einen anderen ersetzt, oder ersetzt.

Assoziative Ersatz der neuen Liganden koordiniert, das Metall, und dann eine der ursprünglichen Liganden Blätter oder distanziert. Dissoziative Ersatz ein Liganden distanziert sich zunächst aus Metall, nach dem der neue Liganden koordiniert. Liganden können auch zuordnen oder ersatzlos, ändern der Anzahl der Spender Atome um das Metall zu distanzieren.

Metallkomplexe besitzen in der Regel orbitale, die nahe genug Energie um elektronische Übergänge zwischen ihnen zu ermöglichen. Die Energielücke zwischen diese orbitale korreliert mit bestimmten Eigenschaften der Liganden. Diese Eigenschaften werden häufig in der "Spektrochemische Reihe der Liganden", definiert die ordnet sie von "schwach" bis "stark", wo stärkere Liganden eine größere Energiedifferenz zugeordnet sind.

Es ist günstiger für Elektronen in orbitalen mit der niedrigsten Energie möglich sein. Diese stabilisierte orbitale werden in Systemen mit der breitesten Energielücke gefunden. Einfachen Austausch Reaktionen begünstigen somit komplexe mit starken Liganden.

Komplexe Koordination absorbieren Photonen, den Energiebedarf für elektronische Übergänge über Energie-Lücken, oft im sichtbaren Spektrum entspricht. Die Wellenlänge des absorbierten Lichts ist die Komplementärfarbe der beobachteten Farbe des Komplexes. So kann die erhöhte Energie-Lücke aus einer schwächeren Ligand für einen stärkeren Austausch von der Farbe des Komplexes ändern.

Nun, da Sie die Prinzipien der Metallkomplexe, gehen wir durch ein Verfahren für die Prüfung von Änderungen in den orbitalen Energien durch eine Reihe von Ligand Austausch Reaktionen zu verstehen.

Um den Vorgang zu starten, erhalten Sie die entsprechenden Liganden Lösungen und Glaswaren. Dann bereiten Sie eine Lösung von 1,84 g Reinnickel Sulfat Hexahydrat und 100 mL entionisiertem Wasser. Das grüne Hexaaquanickel-kation wird in Lösung bilden.

Beginnen Sie in einer Dampfhaube die Hexaaquanickel-Lösung mit einer rühren rühren und rühren Sie Platte. Dann geben Sie 15 mL 5 M wässriger Ammoniak hinzu und warten Sie, bis die Lösung Farbe bis Tiefblau, zeigt die Bildung der Hexaamminenickel kationen zu ändern.

Fügen Sie 10 mL 30 % Ethylenediamine. Der Lösung Farbwechsel lila weist darauf hin, dass Ethylenediamine hat das Ammoniak bilden die Tris (Ethylenediamine)-Nickel-kation verdrängt.

Dann fügen Sie 200 mL 1 % Dimethylglyoxime in Ethanol zu den gleichen Becher. Die Lösung Farbumschlag von violett zu einer Aussetzung des roten Pulvers zeigt die Bildung von komplexen Nickel schlecht löslichen BIZ (Dimethylglyoximato).

Schließlich fügen Sie 30 mL 1 M Zyankali-Lösung. Die Auflösung der solid rot und Gelb der Lösung Farbwechsel zeigt, dass die Cyano-Liganden Dimethylglyoximato Liganden, bilden die Tetracyanonickelate-Anion verdrängt haben.

Die Substitution Reaktionen waren alles spontan, nach den Vorhersagen der Spektrochemische Reihe.

Die notwendige Energie, um elektronische Übergänge innerhalb dieser komplexe verursachen ist vorhergesagt durch die Serie zu Wasser am geringsten und höchsten für Cyanid.

Die Komplementärfarben jede Lösung zugeordnet sind rot, Orange, gelb, grün und blau. Die Energie des sichtbaren Lichts erhöht von Rot nach blau, was darauf hindeutet, dass der absorbierten Photonen auch erhöhen Energie als Liganden Stärke erhöht, was eine größere Lücke zwischen orbital Energieniveaus entspricht.

Metallkomplexe sind in einer Vielzahl von Domänen, chemische Synthese, in der Medizin verwendet.

Viele Metallkomplexe dienen als Katalysatoren oder als Reagenzien in stöchiometrischen Mengen in der organischen Synthese. Entwicklung neuer Katalysatoren mit verschiedenen Liganden und Metall-Center ist im Gange, den Zugang zu neuen chemischen Verbindungen. Viele der Mechanismen, mit denen diese Reaktionen auftreten, umfassen Ligand Austausch an das Metallzentrum. Eine kleine Variation in Liganden haben einen großen Einfluss auf die Reaktivität des Metallkomplex in der organischen Synthese. Ein Verständnis der relativen Liganden Stärke und die sterische und elektronische Effekte der Liganden auf die Metallkomplex deshalb unbedingt bei der Gestaltung neuer Katalysatoren.

Metallkomplexe werden häufig in der Chemotherapie verwendet. Entwicklung von neuen Anti-Krebs-Medikamente oft umfasst die Bewertung von komplexen ähnlich vorhandenen Drogen, aber mit verschiedenen Liganden oder Metalle. Hier wurden Titan und Vanadium-komplexe zeigen ähnliche Wirksamkeiten in vorläufigen Auswertungen zu Cisplatin, eine Platin-Komplex am meisten benutzt. Diese Verbindungen können interagieren mit Krebszellen in unterschiedlicher Weise von Cisplatin aufgrund der Unterschiede und somit gegen verschiedene Arten von Krebszellen wirksam sein können.

Kontrastmittel sind in der Regel Metallkomplexe, wenn in den Körper eingeführt, interagieren mit dem Wasser im nahe gelegenen Gewebe entweder erhöhen oder verringern MRT-Bildgebung. Die Entwicklung von neuen Kontrastmitteln konzentriert sich auf die Toxizität posierte unter Beibehaltung der Eigenschaften ein wirksames Mittel zu minimieren.

Sie habe nur Jupiters Einführung in die Koordinationschemie beobachtet. Sie sollten jetzt mit den Grundsätzen der Koordinationschemie, ein Verfahren für die Durchführung von Ligand Austausch auf einem Metallzentrum und einige Anwendungen der Metallkomplexe vertraut sein.

Danke fürs Zuschauen!

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