座標化合物

配位化合物 (または複合体) には、原子の 1 つが両方の電子を供与する 2 つの電子間のリンクである 1 つまたは複数の配位結合が含まれます。つまり、配位錯体を持つ化学物質です。合金を除いて、配位化合物にはほとんどの金属錯体または化合物が含まれます。ヘモグロビン、クロロフィル、染料、色素、ビタミン B12、酵素、触媒、および Ru3(CO)12 はほんの一例です。この章では、配位化合物について詳しく説明します。これらの物質が現実の世界でどのように使用できるかを見ていきます。

配位化合物の性質

一般的な特徴は次のとおりです:

• 電子遷移中に、不対電子が光を吸収し、遷移元素によって生成された配位化合物に色を付けます。たとえば、鉄 (II) 錯体は緑色または薄緑色の場合があり、鉄 (III) 配位化合物は茶色または黄褐色の場合があります。
• 配位中心が金属である場合に作成される配位錯体に不対電子が存在すると、その後の配位錯体に磁気特性が生じます。
• 化学的に、座標分子はいくつかの方法で反応します。内球と外球の両方で電子輸送活動を行うことができます。
• 複雑な化合物中の特定の配位子は、分子の化学量論の変化を触媒または支援する可能性があります。

座標化合物の例とその式を次の表に示します:

複合体は、その組成に応じて、ホモレプティック複合体またはヘテロレプティック複合体として分類できます。一般的に言えば、ホモレプティック錯体は、[Fe(CN)4]4-ヘテロレプティックのように、金属が 1 種類のドナー基のみに結合しているものです。 は、中心原子がさまざまな異なるドナー基に結合している複合体であり、中心原子はドナー基です.

配位化合物の異性

異性体は、化学式が同じで原子配置が異なる化合物です。その結果、配位化合物は、多くの場合、立体異性と構造異性の 2 種類の異性を示します。

ウェルナーの配位化合物理論

Alfred Werner は、配位化学物質の構造を説明するために 1898 年に Werner の概念を提案しました。

AgNO3 (硝酸銀) が CoCl3.6NH3 と結合すると、3 つの塩化物イオンすべてが AgCl (塩化銀) を形成します。ただし、AgNO3 と CoCl3.5NH3 を混合すると、2 モルの AgCl しか生成されません。

さらに、CoCl3.4NH3 と AgNO3 の反応により、1 モルの AgCl が生成されます。 Werner は、この発見に照らして次の説明を提案しました。

ウェルナー理論の仮定

配位錯体のコア金属原子には、一次と二次の 2 種類の結合または原子価があります。

• 負イオンはイオン化可能な主接続を完成させます。
• セカンダリ リンクはイオン化できません。マイナスイオンはこれらの要件を満たしています。さらに、あらゆる金属の二次原子価は一定であり、その座標数と同じです。
• さまざまな空間構成には、いくつかの座標番号に対応する二次結合イオンが含まれる場合があります。

ヴェルナーの理論の限界

• 配位化合物の色、磁気、光学特性は説明が難しい.
• この理論では、すべての成分が結合して配位分子を作成しなかった理由が説明されていません。
• 配位分子結合の方向性を調べることができませんでした。
• この説明は複合体の安定性を説明していません.
• この戦略は、複合体に固有の複雑さを無視しています。

ウェルナーの理論を使用して説明された構造と特性

Werner によると、塩化コバルト (III) とアンモニアの次の 4 つの錯体は、次の構造的および化学的特性を持っています。

• CoCl3.6NH3 には、一次原子価である 3 つの塩化銀沈殿物と、二次原子価である 6 つの NH3 分子があります。その結果、この化合物は現在 [Co(NH3)6] Cl3 と呼ばれています。

• 残りの 1Cl– および 5NH3 イオンは、CoCl3 の二次原子価として機能します。 5NH3 には一次原子価があり、2Cl– イオンは二次原子価として機能します。したがって、[Co(NH3)5Cl] Cl2 が化合物です。

• CoCl3.4NH3 は、1Cl– の主原子価と、2Cl– および 4NH3 の 2 次原子価を持っています。したがって、化学物質は [Co(NH3)5 Cl2] です。クリ
• CoCl3.3NH3 の 3Cl– および 3NH3 イオンはすべて二次原子価です。したがって、[Co(NH3)5 Cl3] が化合物です。
• 彼は点線 (…….) を使用して一次原子価を表し、実線 (—) を使用して二次原子価を表します.

結論

配位錯体は、これらの構造を構築する独自の能力により、遷移金属によって形成されます。電荷対質量比が高く、d 軌道が利用できることが原因です。配位化学のブレークスルーにより、多くの複雑な化合物が開発されました。調整された化学物質が使用されている業界がいくつかあります。

いくつかの例には、鉱業と冶金学、および医学が含まれます。配位化合物は、鉱石からニッケル、コバルト、銅などの金属を抽出する湿式製錬プロセスや、ポリエテンやポリプロピレンなどの有機化合物を重合する重要な触媒プロセスで使用されます。