Τύποι Συγκροτημάτων Συντονισμού

Τα σύμπλοκα συντονισμού περιέχουν μέταλλο σε ουδέτερες και διαφορετικές καταστάσεις οξείδωσης και περιβάλλονται από τους συνδέτες μέσω ομοιοπολικών δεσμών συντεταγμένων. Οι τύποι συμπλεγμάτων συντονισμού εξαρτώνται από διάφορους παράγοντες:

1. Χρέωση στη σφαίρα συντονισμού
2. Τύπος των προσδεμάτων σε ενώσεις συντονισμού
3. Αριθμός μετάλλου στη σφαίρα συντονισμού

Συνδέματα σε ενώσεις συντονισμού

Οι συνδέτες στις ενώσεις συντονισμού είναι άτομα, μόρια και ιόντα που συντονίζονται με το κεντρικό μέταλλο. Γενικά δρουν ως βάσεις Lewis και δωρίζουν ηλεκτρόνια σε μεταλλικά ιόντα μέσω ενός δοτικού ή συντεταγμένου δεσμού μεταξύ μετάλλου και προσδεμάτων.

Στη χημεία συντονισμού υπάρχουν πολυάριθμοι συνδετήρες, με διαφορετικές και μοναδικές ιδιότητες. Ο τύπος των προσδεμάτων εξαρτάται από τις θέσεις δωρεάς των προσδεμάτων.

Τα προσδέματα μπορούν να ταξινομηθούν με βάση τα φορτία τους κατά τον σχηματισμό δεσμών συντεταγμένων μεταξύ μετάλλων και προσδεμάτων ως εξής:

1. Κατιονικοί συνδέτες: Οι συνδέτες που έχουν συνολικό θετικό φορτίο ονομάζονται κατιονικοί συνδέτες. Π.χ., NO+, N2H5+.
2. Ανιονικοί συνδέτες:Οι συνδέτες που έχουν συνολικό αρνητικό φορτίο ονομάζονται ανιονικοί συνδέτες. Π.χ., CN-, Cl-
3. Ουδέτεροι συνδέτες:Οι συνδέτες που δεν έχουν κανένα φορτίο στη σφαίρα συντονισμού ονομάζονται ουδέτεροι συνδέτες. Π.χ. CO, PPh3, NH3.

Περαιτέρω ταξινόμηση των προσδεμάτων

Οι συνδέτες μπορούν να ταξινομηθούν με βάση την οδοντοστοιχία. Ο αριθμός των ατόμων που συνδέουν τον συνδέτη με το κεντρικό μέταλλο αναφέρεται ως η πυκνότητα του συνδέτη. Ακολουθούν οι τύποι του: 

1. Unidentate Ligands:Οι συνδετήρες με μόνο μία θέση συντονισμού και μια θέση δωρεάς σε μέταλλο ονομάζονται μη ταυτοποιημένοι συνδετήρες. Π.χ., αμμωνία (NH3), νερό (H2O), χλωριούχο (Cl-) κ.λπ.
2. Διδωματικά προσδέματα:Τα προσδέματα που έχουν δύο θέσεις συντονισμού και σχηματίζουν δύο δεσμούς συντεταγμένων με το μέταλλο μέσω δύο διαφορετικών θέσεων συντονισμού ονομάζονται δισχιδείς θέσεις. Π.χ., NH2CH2CH2NH2 (en), Διπυριδύλιο (bpy), (S)-BINAP, (R)-BINAP
3. Πολυοδοντωτοί συνδέτες:Οι συνδέτες με περισσότερες από δύο θέσεις συντονισμού για να σχηματίσουν δεσμούς συντεταγμένων με το μέταλλο ονομάζονται πολυοδοντικοί συνδέτες. Αυτά περιλαμβάνουν τριαδικούς, τετραοδοντικούς, πενταοδοντικούς και εξαοδοντικούς συνδέτες.

Το EDTA είναι ένας πολυοδοντωτός συνδέτης με μέγιστο έξι θέσεις συντονισμού και μπορεί να αλλάξει την οδοντοστοιχία του. Μπορεί να συνδεθεί με δύο άτομα αζώτου και τέσσερα άτομα οξυγόνου. Αυτού του είδους οι συνδέτες δημιουργούν διαφορετικό στερεοϊσομερισμό.

1. Chelate Ligand:Αυτοί είναι οι πολυοδοντικοί συνδετήρες. Όταν συνδέονται με το μεταλλικό κέντρο, σχηματίζουν έναν χηλικό δακτύλιο. Τα κοινά παραδείγματα περιλαμβάνουν το EDTA και την αιθυλενοδιαμίνη.
2. Ambidentate ligands:  Οι συνδέτες που έχουν την ικανότητα να συντονίζονται με το μέταλλο από δύο διαφορετικά στοιχεία που υπάρχουν στον ίδιο πρόσδεμα αλλά ένα κάθε φορά ονομάζονται αμφεντινικοί συνδέτες. Οι αμμιδιντικοί συνδέτες είναι υπεύθυνοι για την ισομέρεια σύνδεσης που υπάρχει στις ενώσεις συντονισμού.

Π.χ. SCN-, ΝΟ2-.

Τύποι συμπλεγμάτων συντονισμού

Ακολουθούν οι διάφοροι τύποι συμπλεγμάτων συντονισμού:

• Κατιονικά σύμπλοκα:Τα σύμπλοκα στα οποία το θετικό φορτίο που μεταφέρεται από τη σφαίρα συντονισμού (το κεντρικό μεταλλικό ιόν και οι συνδέτες ως μία κοινή οντότητα) ονομάζονται κατιονικά σύμπλοκα.

Παράδειγμα:Το [Co(NH3)6]Cl3 είναι ένα σύμπλοκο κοβαλτίου που περιέχει ένα συνολικό φορτίο +3, το οποίο εξουδετερώνεται από τρία ιόντα χλωρίου έξω από τη σφαίρα συντονισμού.

• Ανιονικά σύμπλοκα:Το φορτίο που μεταφέρεται από τη σφαίρα συντονισμού (το κεντρικό μεταλλικό ιόν και οι συνδέτες ως μία κοινή οντότητα) είναι αρνητικό στα ανιονικά σύμπλοκα.

Παράδειγμα:Το K4[Fe(CN)6] είναι ένα σύμπλοκο σιδήρου με συνολικό φορτίο -4, το οποίο εξουδετερώνεται από τέσσερα ιόντα καλίου έξω από τη σφαίρα συντονισμού.

• Ουδέτερα σύμπλοκα:Η σφαίρα συντονισμού (το κεντρικό μεταλλικό ιόν και οι συνδέτες ως μία κοινή οντότητα) δεν περιέχουν καθαρό φορτίο σε ουδέτερα σύμπλοκα. Αυτό μπορεί να οφείλεται στη συμμετοχή των ίδιων των ουδέτερων προσδεμάτων ή σε μια ισορροπία φορτίου που προκαλείται από ίσο αριθμό θετικών και αρνητικών φορτίων στο σύμπλοκο.

Παράδειγμα:Το [Ni(CO)4] είναι ένα σύμπλοκο νικελίου χωρίς καθαρό φορτίο καθώς οι συνδέτες που εμπλέκονται στο σύμπλοκο συντονισμού (μονοξείδιο του άνθρακα) είναι οι ίδιοι ουδέτεροι.

• Ετεροληπτικά σύμπλοκα:Αυτό το σύμπλεγμα συντονισμού περιλαμβάνει περισσότερους από έναν τύπους συνδέτη απευθείας συνδεδεμένου με το κεντρικό μεταλλικό ιόν.

Παράδειγμα:Το [Co(NH3)5Cl]SO4 είναι ένα σύμπλοκο που περιέχει κοβάλτιο που περιέχει δύο τύπους προσδεμάτων στη σφαίρα συντονισμού. Από τους δύο τύπους συνδετών που εμπλέκονται, η αμμωνία είναι ένας ουδέτερος συνδέτης και το χλώριο είναι ένας αρνητικά φορτισμένος συνδέτης.

• Ομοληπτικά σύμπλοκα:Τα σύμπλοκα συντονισμού που εμπλέκουν μόνο έναν τύπο συνδέτη στη σφαίρα συντονισμού ονομάζονται ομοληπτικά σύμπλοκα.

Παράδειγμα:  Το K4[Fe(CN)6] είναι ένα σύμπλοκο σιδήρου που περιέχει μόνο κυανιούχους υποκαταστάτες στη σφαίρα συντονισμού, καθιστώντας το έτσι ομοληπτικό.

• Μονοπύρηνο σύμπλεγμα:Η συμμετοχή ενός μόνο κεντρικού κατιόντος μετάλλου (συνήθως ενός μετάλλου μετάπτωσης) στη σφαίρα συντονισμού καθιστά το σύμπλοκο μονοπύρηνο.

Παράδειγμα:Το K4[Fe(CN)6] είναι ένα απλό σύμπλοκο που περιέχει μόνο έναν τύπο μετάλλου μεταπτώσεως, δηλαδή τον σίδηρο.

• Πολυπυρηνικό σύμπλεγμα: 

Η εμπλοκή πολλαπλών κεντρικών μεταλλικών κατιόντων (τα κατιόντα μπορεί να είναι από το ίδιο μέταλλο μετάπτωσης ή διαφορετικά μέταλλα) στη σφαίρα συντονισμού καθιστά το σύμπλοκο πολυπυρηνικό.

Παράδειγμα:Το [Re2Cl8]2- είναι ένα σύμπλοκο που έχει δύο κεντρικά μεταλλικά ιόντα, και τα δύο είναι του ίδιου τύπου. Αυτό το σύμπλεγμα έχει έναν δεσμό σίγμα, δύο pi και έναν δεσμό δέλτα.

Συμπέρασμα

Οι ενώσεις συντονισμού κατηγοριοποιούνται με βάση τους συνδέτες, το φορτίο στη σφαίρα συντονισμού και τον αριθμό των μετάλλων στις σφαίρες συντονισμού. Η κατανόηση των διάφορων τύπων ενώσεων συντονισμού μπορεί να βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση τους και στην ταξινόμηση τους στις σωστές επιμέρους επικεφαλίδες.