Παράγοντες που επηρεάζουν τη σταθερότητα των συμπλεγμάτων

Μια ομάδα ή σύστημα που περιλαμβάνει διαφορετικά άτομα ή ιόντα συνδεδεμένα μεταξύ τους με στενό ή περίπλοκο τρόπο είναι γνωστό ως σύμπλοκο. Ένα σύμπλεγμα συντεταγμένων αποτελείται από ένα κεντρικό άτομο, συνήθως μεταλλικό και γνωστό ως κέντρο συντονισμού. Τα άτομα που περιβάλλουν τα κεντρικά άτομα είναι γνωστά ως συνδετήρες ή παράγοντες συμπλοκοποίησης. Ένα σύμπλοκο σχηματίζεται όταν δύο ή περισσότερες μοριακές οντότητες συστατικών σχηματίζουν χαλαρή σύνδεση ή οι αντίστοιχες χημικές οντότητες τους συνδέονται. Στον τομέα της ανόργανης χημείας, ο όρος σύμπλοκο αντικαθίσταται από τον όρο συντονιστική οντότητα. Ένα μεταλλικό σύμπλεγμα με συνδετήρες είναι κοινώς γνωστό ως σύμπλοκο. Το συνολικό φορτίο που έχει μια σύνθετη ένωση εξαρτάται από την κατάσταση οξείδωσης του ατόμου καθώς και από τα φορτία που προκαλούνται από τους συνδέτες που το περιβάλλουν. Είναι επίσης γνωστά ως σύμπλοκα ιόντα ή σύμπλοκα συντεταγμένων επειδή έχουν σύμπλοκα οξέος-βάσης Lewis. Η σταθερότητα ενός συμπλόκου είναι ένας σημαντικός παράγοντας που καθορίζει τη σταθερότητα και την αντιδραστικότητα των μεταλλικών συμπλεγμάτων. Η σταθερότητα των μεταλλικών συμπλεγμάτων διέπεται από δύο διαφορετικές πτυχές που είναι η θερμοδυναμική και η κινητική σταθερότητα.

Μερικά παραδείγματα συμπλεγμάτων 

Παράδειγμα 1

Εάν σχηματιστεί ένα σύμπλοκο μεταξύ ενός ιόντος Co+3 και τριών (en)3 προσδεμάτων, το σύμπλοκο θα έχει φορτίο +3 φορτίο και το [Co(en)3]+3 είναι ο τύπος που αντιπροσωπεύει το σύμπλοκο μεταξύ Co και en=Αιθυλενοδιαμίνη.

Παράδειγμα 2

Εάν ένα σύμπλοκο σχηματίζεται μεταξύ ενός ιόντος Ni2+ και τεσσάρων προσδεμάτων CN-, το σύμπλοκο θα έχει φορτίο -2 και ο τύπος του συμπλόκου γράφεται ως [Ni(CN)4]-2.

Παράγοντες που επηρεάζουν τη σταθερότητα των συμπλεγμάτων 

Διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν τη σταθερότητα των συμπλεγμάτων:

Φύση του κεντρικού μεταλλικού ιόντος

• Φόρτιση σε μεταλλικό κατιόν

Όταν τα μεταλλικά κατιόντα και τα μέταλλα υπάρχουν στην υψηλότερη κατάσταση οξείδωσής τους, τότε σχηματίζουν σύμπλοκα τα οποία είναι σταθερά σε σύγκριση με όταν υπάρχουν στη χαμηλότερη κατάσταση οξείδωσής τους.

Παραδείγματα αυτής της επίδρασης είναι τα NH3, F- κ.λπ.

• Μέγεθος κεντρικού μεταλλικού κατιόντος 

Όταν μειώνουμε το μέγεθος ενός κατιόντος μετάλλου σε οποιοδήποτε σύμπλοκο τότε η σταθερότητα αυτού του συμπλόκου αυξάνεται. Για παράδειγμα, M2+.

Φύση των προσδεμάτων

Όταν αυξάνουμε τον ομοιοπολικό χαρακτήρα οποιουδήποτε συμπλόκου τότε οδηγεί σε αύξηση της σταθερότητας των σύνθετων ενώσεων. Οι συνδέτες που είναι ικανοί να σχηματίσουν π δεσμούς στα σύμπλοκα είναι το CO και το CN-.

Το φαινόμενο χηλικής ένωσης 

Οι οδοντωτοί ή πολυοδοντωτοί συνδέτες σχηματίζουν πενταμελείς ή εξαμελείς δεσμούς συντεταγμένων έτσι ώστε να σχηματίζεται μια δομή δακτυλίου, με το μεταλλικό κέντρο να σχηματίζει συνήθως πιο σταθερά σύμπλοκα από τα άλλα. Για παράδειγμα, ιόντα καδμίου, [Cd(H2O)4]2+ με μεθυλαμίνη (CH3NH2).

Μακροκυκλική επίδραση

Οι μακροκυκλικοί υποκαταστάτες είναι πολυοδοντωτοί. Επιπλέον, επιτρέπουν λιγότερη διαμορφωτική ελευθερία λόγω του ότι είναι ομοιοπολικά περιορισμένοι στην κυκλική τους μορφή.

Υπάρχουν δύο σημαντικά και καλά γνωστά παραδείγματα μακροκυκλικών προσδεμάτων:Ο κυκλικός πολυαιθέρας κορώνας και η αίμη.

Εφέ συντονισμού

Όταν αυξάνουμε τον δεσμό συνδέτη και μετάλλου pi, τότε τα ηλεκτρόνια απομακρύνονται από την πραγματική τους θέση και αυτό αυξάνει τη σταθερότητα του συμπλόκου.

Στερικό αποτέλεσμα

Το στερικό αποτέλεσμα παίζει σημαντικό ρόλο στη σταθερότητα των συμπλεγμάτων συντονισμού. Ορίζεται ως η επίδραση σε ένα μόριο ή μια αντίδραση λόγω του μεγέθους των ατόμων ή των ομάδων που εμπλέκονται. Η στερική παρεμπόδιση και η απώθηση van der Waals είναι δύο κοινά παραδείγματα αυτού του αποτελέσματος.

Ενέργεια σταθεροποίησης πεδίου κρυστάλλου

Υπάρχει μια ηλεκτροστατική αλληλεπίδραση μεταξύ μετάλλων και προσδεμάτων σε μια ένωση συντονισμού.

Όταν οποιοδήποτε σύμπλοκο μέταλλο συντεταγμένη με το περιβάλλον πρόσδεμά του, τότε εμφανίζεται ενέργεια σταθεροποίησης κρυσταλλικού πεδίου και επηρεάζει τη σταθερότητα των συμπλεγμάτων. Μερικά παραδείγματα συμπλεγμάτων που έχουν υψηλότερη ενέργεια σταθεροποίησης κρυσταλλικού πεδίου και χαμηλότερο σπιν είναι τα Pt4+ και Ir3+.

Προσδιορισμός σταθερών σταθερότητας

Μερικές από τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των σταθερών σταθερότητας δίνονται ως εξής.

Φασματοσκοπικές μέθοδοι

Οι φασματοσκοπικές μέθοδοι χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της σταθεράς σταθερότητας επειδή βοηθά στο να γίνουν τα σύμπλοκα θερμοδυναμικά σταθερά.

Η μέθοδος του Bjerrum

Η μέθοδος του Bjerrum είναι μια πολύ γνωστή ποτενσιομετρική μέθοδος για τον προσδιορισμό της σταθερότητας της σταθεράς για το σχηματισμό των συμπλεγμάτων. Χρησιμοποιείται κυρίως στα αρνητικά ιόντα και στα απλά μόρια που συνδέονται με το μεταλλικό ιόν.

Μέθοδος Irving και Rossotti

Αυτή η μέθοδος πήρε το όνομά της από τους επιστήμονες Harry Irving και Robert Williams και αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της σταθεράς σταθερότητας για τα σύμπλοκα που σχηματίζονται.

Η σημασία των παραγόντων που επηρεάζουν τη σταθερότητα των συμπλεγμάτων

Το φαινόμενο Irving και Rossotti, το στερικό αποτέλεσμα, η μέθοδος Bjerrum και το φαινόμενο χηλικής ένωσης είναι βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν θετικά τη σταθερότητα. Αυξάνουν τη σταθερότητα των συμπλεγμάτων, γεγονός που βοηθά τους ανθρώπους και τα φυτά να σχηματίσουν τις ενώσεις που χρειάζονται.

Συμπέρασμα 

Οι σύνθετες ενώσεις έχουν μεγάλη σημασία, καθώς υπάρχουν σε ανθρώπους, ζώα, φυτά και μέταλλα. Πολλά σύμπλοκα χρησιμοποιούνται για την παρασκευή φαρμάκων και γι' αυτό η σταθερότητα των σύνθετων ενώσεων είναι πολύ σημαντική. Μια σταθερή σύνθετη ένωση σχηματίζει ένα σταθερό συστατικό, το οποίο μας βοηθάει με διάφορους τρόπους. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια στο ανθρώπινο σώμα αποτελούνται επίσης από μια πολύπλοκη ένωση –την ομάδα αίμης, ένα σύμπλεγμα Fe2+-Πορφυρίνης. Οι συντεταγμένες ενώσεις παίζουν σημαντικό ρόλο στην ανόργανη χημεία και το σύμπλεγμα είναι γνωστό ως σύνθεση στην οποία δύο διαφορετικοί τύποι μορίων και υπάρχουν στοιχεία.

Σχετικές σελίδες

Ειδοποιήσεις JEE	Υλικό μελέτης JEE
Διαφορά μεταξύ JEE	Σημαντικές φόρμουλες JEE
Συμβουλές για τις εξετάσεις JEE	Πλήρες φόρμες JEE
Μέσες τετραγωνικές ταχύτητες ρίζας	Τύπος ακτινωτών και γωνιακών κόμβων
Μαγνητικές ιδιότητες των στοιχείων d-Block	Περιορισμοί της θεωρίας του Arrhenius
Η εξίσωση Nernst και οι εφαρμογές της	Θεωρίες γαλακτωματοποίησης