Kovalentní koordinovat vazbu nebo koordinační vazba je typ vazby, ve které jeden z připojených atomy dodávky všechny sdílené elektronů.
V jednoduché kovalentní vazbě dodává každý atom vazbě jeden elektron. Na druhé straně, v koordinační vazbě se atomy, které darují elektrony za účelem vytvoření vazby, nazývají atomem donoru, zatímco atom, který přijímá dvojici elektronů, se připojí, se nazývá atom akceptoru (Clark, 2012).
Obrázek 1: reprezentace koordinační vazby mezi donorovým atomem (N) a akceptorem (H).
Koordinační vazba je znázorněna šipkou, která začíná od atomů donoru a končí u akceptorového atomu (obrázek 1). V některých případech může být dárcem molekula.
V tomto případě atom v molekule může darovat elektronový pár, což by byla Lewisova báze, zatímco molekula s akceptační kapacitou by byla Lewisova kyselina (Coordinate Covalent Bond, SF).
Koordinační vazba má vlastnosti podobné vlastnostem jednoduché kovalentní vazby. Sloučeniny, které mají tento typ vazby, mají obecně nízkou teplotu tání a teplotu varu, s neexistující coulombickou interakcí mezi atomy (na rozdíl od iontové vazby) a sloučeninami jsou velmi rozpustné ve vodě (Atkins, 2017).
Některé příklady souřadných kovalentních vazeb
Nejběžnějším příkladem koordinační vazby je amonný ion, který je tvořen kombinací molekuly amoniaku a protonu z kyseliny.
V amoniaku má atom dusíku po dokončení oktetu osamělý pár elektronů. Darujte tento osamělý pár vodíkovému iontu, čímž se atom dusíku stává dárcem. Atom vodíku se stává akceptorem (Schiller, SF).
Obrázek 2: znázornění koordinační vazby hydroniových iontů.
Dalším běžným příkladem dativní vazby je tvorba iontu hydronia. Stejně jako u amonného iontu slouží volný elektronový pár molekuly vody jako donor protonu, který je akceptorem (obrázek 2).
Je však třeba poznamenat, že jakmile je vytvořena koordinační vazba, jsou všechny vodíky připojené k kyslíku přesně ekvivalentní. Když se vodíkový ion znovu rozpadne, neexistuje žádná diskriminace mezi tím, který z vodíků je uvolňován.
Vynikajícím příkladem Lewisovy reakce na bázi kyseliny a báze, ilustrující tvorbu koordinované kovalentní vazby, je reakce tvorby aduktu s fluoridem boritým s amoniakem.
Fluorid boritý je sloučenina, která nemá okolo atomu bóru strukturu vzácného plynu. Bor má ve svém valenčním pouzdře pouze 3 páry elektronů, takže BF3 je považován za nedostatek elektronů.
Nevyžádaný elektronový pár amoniakového dusíku lze použít k překonání tohoto nedostatku a vytvoří se sloučenina, která zahrnuje koordinační vazbu.
Obrázek 3: Adukt mezi molekulou fluoridu boritého a amoniakem.
Tato dvojice elektronů z dusíku je věnována prázdnému orbitálu boru. Amoniak je zde Lewisova báze a BF3 je Lewisova kyselina.
Koordinační chemie
Existuje odvětví anorganické chemie věnované výhradně studiu sloučenin, které tvoří přechodné kovy. Tyto kovy se spojují s jinými atomy nebo molekulami prostřednictvím koordinačních vazeb a vytvářejí komplexní molekuly.
Tyto molekuly jsou známé jako koordinační sloučeniny a věda, která je studuje, se nazývá koordinační chemie.
V tomto případě je látka vázaná na kov, což by byl donor elektronů, známa jako ligand a koordinační sloučeniny jsou obecně známy jako komplexy.
Koordinační sloučeniny zahrnují látky jako vitamín B12, hemoglobin a chlorofyl, barviva a pigmenty a katalyzátory používané při přípravě organických látek (Jack Halpern, 2014).
Příkladem komplexního iontu by mohl být kobalt 2+ komplex, kterým by byl dichloraminethylenediamin kobalt (IV).
Koordinační chemie vyrostla z práce švýcarského chemika Alfreda Wernera, který zkoumal různé sloučeniny chloridu kobaltnatého a amoniaku. Po přidání kyseliny chlorovodíkové Werner zjistil, že amoniak nelze úplně odstranit. Poté navrhl, aby byl amoniak pevněji vázán k centrálnímu kobaltovému iontu.
Když se však přidal vodný dusičnan stříbrný, jedním z vytvořených produktů byl pevný chlorid stříbrný. Množství vytvořeného chloridu stříbrného souvisí s počtem molekul amoniaku navázaných na chlorid kobaltnatý.
Například, když se dusičnan stříbrný přidá k CoCl 3 · 6NH 3, všechny tři chloridy byly převedeny na chlorid stříbrný.
Nicméně, když dusičnan stříbrný byl přidán do CoCl 3 · 5NH 3, pouze 2 ze 3 chloridů vytvořených chlorid stříbrný. Když CoCl 3.4NH 3 se nechá reagovat s dusičnanem stříbrným, jeden ze tří chloridů se vysráží jako chloridem stříbrným.
Výsledná pozorování naznačují tvorbu komplexních nebo koordinačních sloučenin. Ve sféře vnitřní koordinace, která je v některých textech označována také jako první koule, jsou ligandy přímo připojeny k centrálnímu kovu.
Ve vnější sféře koordinace, někdy nazývané druhou koulí, jsou k iontu komplexu připojeny další ionty. Werner získal Nobelovu cenu v roce 1913 za svou teorii koordinace (Úvod do koordinační chemie, 2017).
Tato teorie koordinace způsobuje, že přechodné kovy mají dva typy valence: první valence, určená oxidačním číslem kovu, a druhá valence se nazývá koordinační číslo.
Oxidační číslo říká, kolik kovalentních vazeb může být vytvořeno v kovu (příklad železo (II) produkuje FeO) a koordinační číslo říká, kolik koordinačních vazeb může být vytvořeno v komplexu (příklad železo s koordinačním číslem 4 produkuje - a 2-) (Koordinační sloučeniny, 2017).
V případě kobaltu má koordinační číslo 6. Proto ve Wernerových experimentech bylo vždy při přidávání dusičnanu stříbrného získáváno množství chloridu stříbrného, které by zanechalo hexakordovaný kobalt.
Koordinační vazby tohoto typu sloučeniny se vyznačují vybarvením.
Ve skutečnosti jsou odpovědné za typické zbarvení spojené s kovem (červené železo, modrý kobalt atd.) A jsou důležité pro atomové emise a absorpční spektrofotometrické testy (Skodje, SF).
Reference
- Atkins, PW (2017, 23. ledna). Chemická vazba. Obnoveno z britannica.com.
- Clark, J. (2012, září). KOORDINACE (DATIVNÍ DOVOLENÁ) BONDOVÁNÍ. Obnoveno z chemguide.co.uk.
- Souřadný kovalentní dluhopis. (SF). Obnoveno z chemistry.tutorvista.
- Koordinační sloučeniny. (2017, 20. dubna). Obnoveno z chem.libretexts.org.
- Úvod do koordinační chemie. (2017, 20. dubna). Obnoveno z chem.libretexts.org.
- Jack Halpern, GB (2014, 6. ledna). Koordinační směs. Obnoveno z britannica.com.
- Schiller, M. (SF). Souřadnice Covalent Bonding. Obnoveno z easychem.com.
- Skodje, K. (SF). Souřadný kovalentní dluhopis: definice a příklady. Obnoveno z Study.com.