А ковалентна координатна връзка или координация връзка е тип връзка, в която една от приложените атома доставките цялата обща електрони.
В обикновена ковалентна връзка всеки атом подава един електрон към връзката. От друга страна, в координационна връзка, атомите, които даряват електрон за образуване на връзка, се наричат донорен атом, докато атомът, който приема двойката електрони за присъединяване, се нарича акцепторен атом (Clark, 2012).
Фигура 1: представяне на координационна връзка между атома на донора (N) и акцептора (H).
Координационна връзка е представена със стрелка, която започва от атомите на донора и завършва при акцепторния атом (Фигура 1). В някои случаи донорът може да бъде молекула.
В този случай атом в молекулата може да дари електронната двойка, която би била основата на Люис, докато молекулата с приемащия капацитет би била киселината на Люис (Координатна ковалентна връзка, SF).
Координационната връзка има характеристики, подобни на тези на обикновената ковалентна връзка. Съединенията, които имат този тип връзка, обикновено имат ниска точка на топене и кипене, с несъществуващо кулобично взаимодействие между атомите (за разлика от йонната връзка) и съединенията са много разтворими във вода (Atkins, 2017).
Някои примери за координатни ковалентни връзки
Най-честият пример за координационна връзка е амониевият йон, който се образува от комбинацията на амонячна молекула и протона от киселина.
В амоняка азотният атом има самотна двойка електрони след попълването на октета си. Дарете тази самотна двойка на водородния йон, като по този начин азотният атом се превръща в донор. Водородният атом става акцептор (Schiller, SF).
Фигура 2: представяне на координационната връзка на хидрониевите йони.
Друг често срещан пример за дативна връзка е образуването на хидрониевия йон. Както при амониевия йон, свободната електронна двойка на водната молекула служи като донор на протона, който е акцептор (Фигура 2).
Трябва обаче да се отбележи, че след като е установена координационната връзка, всички водородни съединения, свързани с кислорода, са абсолютно еквивалентни. Когато водородният йон се разгради отново, няма разлика между кой от водородите се отделя.
Отличен пример за реакция на алуминиевата киселина на Луис, илюстрираща образуването на координатна ковалентна връзка, е реакцията на образуване на борен трифлуорид с амоняк.
Борният трифлуорид е съединение, което няма благородна газова структура около борния атом. Бор има само 3 двойки електрони във валентната си обвивка, така че се казва, че BF3 е дефицитен на електрон.
Неопределената електронна двойка амонячен азот може да се използва за преодоляване на този дефицит и се образува съединение, което включва координационна връзка.
Фигура 3: Адукт между борен трифлуоридна молекула и амоняк.
Тази двойка електрони от азот се дарява на празната орбитала на бора. Тук амонякът е основата на Lewis, а BF3 е киселината на Lewis.
Координационна химия
Има клон на неорганичната химия, посветен изключително на изучаването на съединения, които образуват преходни метали. Тези метали се присъединяват към други атоми или молекули чрез координационни връзки, за да образуват сложни молекули.
Тези молекули са известни като координационни съединения и науката, която ги изучава, се нарича координационна химия.
В този случай веществото, прикрепено към метала, което би било донорът на електрон, е известно като лиганд, а координационните съединения обикновено са известни като комплекси.
Координационните съединения включват вещества като витамин В12, хемоглобин и хлорофил, багрила и пигменти и катализатори, използвани при получаването на органични вещества (Jack Halpern, 2014).
Пример за сложен йон би бил комплексът кобалт 2+, който би бил дихлороаминетилендиамин кобалт (IV).
Координационната химия е резултат от работата на Алфред Вернер, швейцарски химик, който изследва различни съединения на кобалт (III) хлорид и амоняк. След добавянето на солна киселина Вернер установява, че амонякът не може да бъде напълно отстранен. Тогава той предложи амонякът да бъде по-тясно свързан с централния кобалтов йон.
Когато обаче се добави воден сребърен нитрат, един от образуваните продукти е твърд сребърен хлорид. Количеството на образувания сребърен хлорид е свързано с броя на амонячните молекули, свързани с кобалт (III) хлорид.
Например, когато сребърен нитрат се прибавя към СоСЬ 3 · 6NH 3, всичките три хлориди се превръщат в сребърен хлорид.
Въпреки това, когато сребърен нитрат се прибавя към СоСЬ 3 · 5NH 3, само 2 от 3-хлориди, образувани сребърен хлорид. Когато СоСЬ 3.4NH 3 се третира със сребърен нитрат, един от трите хлориди утаява като сребърен хлорид.
Получените наблюдения предполагат образуването на сложни или координационни съединения. Във вътрешната координационна сфера, наричана също в някои текстове като първа сфера, лигандите са директно прикрепени към централния метал.
Във външната сфера на координация, понякога наричана втора сфера, към сложния йон са прикрепени други йони. Вернер е носител на Нобелова награда през 1913 г. за теорията си за координация (Въведение в координационната химия, 2017).
Тази теория на координацията прави преходните метали да имат два вида валентност: първата валентност, определена от окислителния номер на метала, и другата валентност, наречена координационен номер.
Окислителното число показва колко ковалентни връзки могат да се образуват в метала (например желязо (II) произвежда FeO), а координационното число показва колко координационни връзки могат да се образуват в комплекса (например желязо с координация номер 4 произвежда - и 2-) (Координационни съединения, 2017).
В случая на кобалта той има координация номер 6. Ето защо в експериментите на Вернер при добавяне на сребърен нитрат винаги се получава количеството сребърен хлорид, което би оставило шестокоординиран кобалт.
Координационните връзки на този тип съединение имат характеристиката да бъдат оцветени.
Всъщност те са отговорни за типичното оцветяване, свързано с метал (червено желязо, син кобалт и др.) И са важни за атомно-емисионните и абсорбционни спектрофотометрични тестове (Skodje, SF).
Препратки
- Atkins, PW (2017, 23 януари). Химично свързване. Възстановени от britannica.com.
- Кларк, Дж. (2012, септември). СЪДЪРЖАНИЕ НА СЪДЪРЖАНИЕ (ДАТИВНО СЪЗДАВАНЕ). Възстановен от chemguide.co.uk.
- Координирайте ковалентната връзка. (SF). Възстановен от химията.tutorvista.
- Координационни съединения. (2017 г., 20 април). Възстановено от chem.libretexts.org.
- Въведение в координационната химия. (2017 г., 20 април). Възстановено от chem.libretexts.org.
- Jack Halpern, GB (2014, 6 януари). Координационно съединение. Възстановени от britannica.com.
- Шилер, М. (SF). Координирайте ковалентното свързване. Възстановена от easychem.com.
- Skodje, K. (SF). Координира ковалентна връзка: Определение и примери. Възстановени от study.com.