Legame covalente coordinato

Figura 1: Rappresentazione di un collegamento di coordinamento tra l'atomo Dona (N) e l'accettore (H).

Cos'è un collegamento covalente coordinato?

UN Legame covalente coordinato, o collegamento di coordinamento, èUn tipo di collegamento in cui uno degli atomi fornisce tutti gli elettroni condivisi. È anche chiamato collegamento dativo o bipolare.

In un semplice collegamento covalente, ogni atomo fornisce un elettrone al collegamento. D'altra parte, in un collegamento di coordinamento, un singolo atomo dona gli elettroni per formare il collegamento e viene chiamato atomo di donatore, mentre l'atomo che accetta la coppia di elettroni da unirsi si chiama ATTOM ATTOM.

Un collegamento di coordinamento è rappresentato da una freccia che inizia dagli atomi e termina nell'atomo dell'accettore (Figura 1). In alcuni casi, il donatore può essere una molecola.

In questo caso, un atomo nella molecola può donare la coppia di elettroni, che sarebbe la base di Lewis, mentre la molecola con la capacità dell'accettore sarebbe acido Lewis.

Un collegamento di coordinamento ha caratteristiche simili a quelle di un semplice legame covalente. I composti che hanno questo tipo di collegamento di solito hanno un basso punto di fusione e ebollizione, con un'interazione coulombica non esistente tra gli atomi (a differenza del legame ionico) e i composti sono molto solubili in acqua.

Alcuni esempi di collegamenti covalenti coordinati

L'esempio più comune di un collegamento di coordinazione è lo ione di ammonio, che è formato dalla combinazione di una molecola di ammoniaca e un protone da un acido.

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Nell'ammoniaca, l'atomo di azoto ha una coppia solitaria di elettroni dopo aver completato il suo ottetto. Fatto questa coppia solitaria allo ione idrogeno, quindi l'atomo di azoto diventa un donatore. L'atomo di idrogeno diventa l'accettore.

Figura 2: Rappresentazione del collegamento di coordinamento dell'idronio

Un altro esempio comune di collegamento dativo è la formazione dello ione idronio. Come per lo ione di ammonio, la coppia di elettroni liberi della molecola d'acqua funge da donatore al protone che è l'accettore (Figura 2).

Tuttavia, si deve tenere presente che una volta stabilito il collegamento di coordinamento, tutti gli idrogeni attaccati all'ossigeno sono esattamente equivalenti. Quando uno ione idrogeno si rompe di nuovo, non vi è alcuna discriminazione tra quale degli idrogeni viene rilasciato.

Un eccellente esempio di reazione acida basata su acido, che illustra la formazione di un legame covalente coordinato è la reazione di formazione dell'addotto di trifluoruro di boro con ammoniaca.

Boro Trifluoride è un composto che non ha una struttura a gas nobile attorno a Boro Atom. Il boro ha solo 3 coppie di elettroni nel suo strato di valenza, quindi si dice che il BF3 sia carente di elettroni.

La coppia di azoto di azoto dell'ammoniaca può essere utilizzata per superare quella carenza e si forma un composto che implica un collegamento di coordinamento.

Figura 3: addotto tra la molecola trifluoruro di boro e l'ammoniaca

Quella coppia di elettroni di azoto viene donata al P vuoto di Boron. Qui l'ammoniaca è la base di Lewis e BF3 è l'acido di Lewis.

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Chimica del coordinamento

Esiste un ramo di chimica inorganica dedicata esclusivamente allo studio dei composti che formano metalli di transizione. Questi metalli si legano ad altri atomi o molecole attraverso collegamenti di coordinazione per formare molecole complesse.

Queste molecole sono note come composti di coordinamento e la scienza che li studia è chiamata chimica del coordinamento.

In questo caso, la sostanza legata al metallo, che sarebbe il donatore di elettroni, è nota come legatura e comunemente ai composti di coordinamento è nota come complessi.

I composti di coordinamento includono sostanze come vitamina B12, emoglobina e clorofilla, coloranti e pigmenti e catalizzatori usati nella preparazione di sostanze organiche.

Un esempio di uno ione complesso sarebbe il complesso cobalto [CO (NH₂Cap₂Cap₂NH₂) 2clnh₃"²⁺ Questo sarebbe il Dichloroaminethylandiamin Cobalt (IV).

La chimica del coordinamento è nata dal lavoro di Alfred Werner, un chimico svizzero che ha esaminato vari composti di cloruro di cobalto (III) e ammoniaco. Dopo l'aggiunta di acido cloridrico, Werner ha osservato che l'ammoniaca non poteva essere completamente eliminata. Ha quindi proposto che l'ammoniaca dovrebbe essere più strettamente legata allo ione di cobalto centrale.

Tuttavia, quando è stato aggiunto nitrato argento acquoso, uno dei prodotti formati era un cloruro d'argento solido. La quantità di cloruro d'argento formato era correlata al numero di molecole di ammoniaca legate al cloruro di cobalto (III).

Ad esempio, quando il nitrato d'argento è stato aggiunto a COCL₃ · 6nh₃, I tre cloruri divennero cloruro d'argento.

Tuttavia, quando il nitrato d'argento è stato aggiunto a COCL₃ · 5nh₃, Solo 2 dei 3 cloruri formavano cloruro d'argento. Quando era COCL₃.4nh₃ Con nitrato d'argento, uno dei tre cloruri precipitò come cloruro d'argento.

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Le osservazioni risultanti hanno suggerito la formazione di composti complessi o coordinamento. Nella sfera di coordinamento interno, che viene anche definita in alcuni testi come la prima sfera, i ligandi sono direttamente uniti al metallo centrale.

Nella sfera di coordinazione esterna, a volte chiamata seconda sfera, altri ioni sono attaccati allo ione complesso. Werner ha ricevuto il premio Nobel nel 1913 per la sua teoria del coordinamento.

Questa teoria del coordinamento fa sì che i metalli di transizione abbiano due tipi di Valencia: il primo Valencia, determinato dal numero di ossidazione del metallo e l'altro valencia chiamato numero di coordinamento.

Il numero di ossidazione dice quanti legami covalenti possono essere formati in metallo (esempio, ferro (ii) produce brutto) e il numero di coordinamento dice quanti collegamenti di coordinamento possono essere formati nel complesso (esempio, il ferro con coordinamento numero 4 produce [FECL₄"^- e [Fecl₄"^2-).

Nel caso del cobalto, ha il coordinamento numero 6. Ecco perché negli esperimenti di Werner, aggiungendo il nitrato d'argento, è stata sempre ottenuta la quantità di cloruro d'argento che ha lasciato un cobalto esacoordinato.

I collegamenti di coordinamento di questo tipo di composto hanno la caratteristica di essere colorati.

In effetti, sono responsabili della tipica colorazione associata a un metallo (ferro rosso, cobalto blu, ecc.) e sono importanti per le prove spettrofotometriche di assorbimento ed emissione atomica.

Riferimenti

1. Legame chimico. Recuperato dalla Britannica.com.
2. Coordinare le obbligazioni covalenti.F.). Recuperato dalla chimica.TutorVista.