複合体の安定性に影響を与える要因

互いに密接または複雑に結合した異なる原子またはイオンからなるグループまたはシステムは、複合体として知られています。配位複合体は、通常は金属であり、配位中心として知られている中心原子で構成されています。中心原子を取り囲む原子は配位子または錯化剤として知られています。複合体は、2 つ以上の成分分子実体が緩い会合を形成するか、対応する化学実体が会合するときに形成されます。無機化学の分野では、複合体という用語は配位実体という用語に置き換えられています。配位子との金属錯体は、一般に錯体として知られています。複雑な化合物が持つ全体的な電荷は、原子の酸化状態と、それを取り囲む配位子によってもたらされる電荷​​に左右されます。それらは、ルイス酸塩基錯体を持っているため、錯イオンまたは配位錯体としても知られています。錯体の安定性は、金属錯体の安定性と反応性を決定する重要な要素です。金属錯体の安定性は、熱力学的安定性と動力学的安定性の 2 つの異なる側面によって支配されます。

コンプレックスの例

例 1

Co+3 イオンと 3 つの (en)3 配位子の間で錯体が形成される場合、錯体は +3 電荷の電荷を持ち、[Co(en)3]+3 は Co と 3 つの (en)3 配位子の間の錯体を表す式です。 en=エチレンジアミン.

例 2

Ni2+ イオンと 4 つの CN- 配位子の間で錯体が形成される場合、錯体は -2 の電荷を持ち、錯体の式は [Ni(CN)4]-2 と書かれます。

複合体の安定性に影響を与える要因

複合体の安定性に影響を与えるいくつかの要因:

中心金属イオンの性質

• 金属陽イオンの電荷

金属カチオンと金属がより高い酸化状態で存在する場合、それらはより低い酸化状態で存在する場合と比較して安定な錯体を形成します。

この効果の例は、NH3、F-などです。

• 中心金属カチオンのサイズ

任意の錯体の金属カチオンのサイズを小さくすると、その錯体の安定性が向上します。たとえば、M2+。

リガンドの性質

複合体の共有結合性を高めると、複合体の安定性が向上します。複合体でπ結合を形成できる配位子は、CO と CN- です。

キレート効果

二座配位子または多座配位子は、5 員または 6 員の配位結合を形成するため、リング構造が形成され、金属中心は通常、他のものよりも安定した錯体を形成します。たとえば、カドミウム イオン、[Cd(H2O)4]2+ とメチルアミン (CH3NH2)。

大循環効果

大環状配位子は多座配位子です。さらに、共有結合によって環状形態に拘束されているため、コンフォメーションの自由度が低くなります。

大環状配位子には、環状クラウンポリエーテルとヘムの 2 つの重要でよく知られている例があります。

共鳴効果

配位子と金属の pi 結合を増やすと、電子が実際の位置からずれ、錯体の安定性が向上します。

立体効果

立体効果は、配位錯体の安定性に重要な役割を果たします。これは、関与する原子または基のサイズによる分子または反応への影響として定義されます。立体障害とファン デル ワールス反発は、この効果の 2 つの一般的な例です。

結晶場安定化エネルギー

配位化合物では、金属と配位子の間に静電相互作用があります。

錯体金属が周囲の配位子と配位すると、結晶場安定化エネルギーが発生し、錯体の安定性に影響を与えます。より高い結晶場安定化エネルギーとより低いスピンを持つ錯体の例としては、Pt4+ と Ir3+ があります。

安定定数の決定

安定定数の決定に使用される方法の一部を以下に示します。

分光法

分光学的方法は、複合体を熱力学的に安定にするのに役立つため、安定定数を決定するために使用されます。

Bjerrum の方法

Bjerrum の方法は、錯体形成の定数の安定性を決定するためのよく知られた電位差法です。これは主に、金属イオンに結合する負イオンと単純な分子で使用されます。

アーヴィングとロッソッティの方法

この方法は、科学者のハリー アーヴィングとロバート ウィリアムズにちなんで命名され、この方法は、形成された複合体の安定定数の決定に使用されます。

複合体の安定性に影響を与える要因の重要性

Irving and Rossotti 効果、立体効果、Bjerrum 法、およびキレート効果は、安定性にプラスの影響を与える重要な要素です。それらは複合体の安定性を高め、人間や植物が必要な化合物を形成するのを助けます.

結論

複雑な化合物は、人間、動物、植物、鉱物に存在するため、非常に重要です。医薬品の製造には多くの錯体が使用されているため、錯体化合物の安定性は非常に重要です。安定した複雑な化合物は、さまざまな方法で私たちを助ける安定したコンポーネントを形成します.人体の赤血球も、複雑な化合物であるヘム グループ、Fe2+- ポルフィリン錯体で構成されています。配位化合物は無機化学で重要な役割を果たしており、この錯体は 2 つの異なるタイプの分子が結合した組成物として知られています。および要素が存在します。

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