Τι είναι ένας συντονισμένος δεσμός Covalent; (με Παραδείγματα)

Α συντονισμένο ομοιοπολικό δεσμό ή συνδέσμου συντονισμούένας τύπος δεσμού στον οποίο ένα από τα συνημμένα άτομα παρέχει όλα τα κοινά ηλεκτρόνια.

Σε έναν απλό ομοιοπολικό δεσμό, κάθε άτομο παρέχει ένα ηλεκτρόνιο στον δεσμό. Από την άλλη πλευρά πρέπει να είναι ένας δεσμός συντονισμού, τα άτομα που δωρίζει ηλεκτρονίου για να σχηματίσει ένα δεσμό που ονομάζεται άτομο δότη, όπως το άτομο δέχεται την ζεύγος ηλεκτρονίων να ενταχθούν ονομάζεται άτομο δέκτη (Clark, 2012).

Ένας δεσμός συντονισμού αντιπροσωπεύεται από ένα βέλος που ξεκινά από τα άτομα του δότη και τελειώνει στο άτομο δέκτη (Σχήμα 1). Σε ορισμένες περιπτώσεις ο δότης μπορεί να είναι ένα μόριο.

Σε αυτήν την περίπτωση, ένα άτομο στο μόριο μπορούν να δωρίσουν ηλεκτρόνια ζεύγους, η οποία θα είναι η βάση μόριο Lewis, ενώ η ικανότητα δέκτη θα είναι το οξύ Lewis (Συντονισμό ομοιοπολικός δεσμός, S.F.).

Ένας σύνδεσμος συντονισμού έχει χαρακτηριστικά παρόμοια με εκείνα ενός απλού ομοιοπολικού δεσμού. Ενώσεις που διαθέτουν τέτοια σχέση έχουν συνήθως χαμηλής τήξης και βρασμού με ανύπαρκτο Κουλόμπ αλληλεπίδραση μεταξύ των ατόμων (σε αντίθεση με το ιοντικό δεσμό) και οι ενώσεις είναι πολύ διαλυτά στο νερό (Atkins, 2017).

Μερικά παραδείγματα συντονισμένων ομοιοπολικών δεσμών

Το πιο κοινό παράδειγμα ενός δεσμού συντονισμού είναι το ιόν αμμωνίου, το οποίο σχηματίζεται από το συνδυασμό ενός μορίου αμμωνίας και ενός πρωτονίου από ένα οξύ.

Στην αμμωνία, το άτομο αζώτου έχει ένα μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων μετά την ολοκλήρωση του οκτάτου. Δώστε αυτό το μοναχικό ζευγάρι στο ιόν υδρογόνου, έτσι ώστε το άτομο αζώτου να γίνει δότης. Το άτομο υδρογόνου καθίσταται ο δέκτης (Schiller, S.F.).

Ένα άλλο συνηθισμένο παράδειγμα μαζικής σύνδεσης είναι ο σχηματισμός του ιόντος υδρονίου. Όπως με το ιόν αμμωνίου, το ζεύγος ελεύθερων ηλεκτρονίων του μορίου νερού χρησιμεύει ως δότης στο πρωτόνιο που είναι ο δέκτης (σχήμα 2).

Εντούτοις, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι μόλις δημιουργηθεί η σύνδεση συντονισμού, όλα τα υδρογόνα που δεσμεύονται στο οξυγόνο είναι ακριβώς ισοδύναμα. Όταν πάλι θραύεται ένα ιόν υδρογόνου, δεν υπάρχει διάκριση μεταξύ των οποίων απελευθερώνεται υδρογόνο.

Ένα εξαιρετικό παράδειγμα μιας αντίδρασης βάσεως κατά Lewis οξέος, που απεικονίζει το σχηματισμό ενός ομοιοπολικού δεσμού συντεταγμένων αντίδρασης σχηματισμού είναι το προϊόν προσθήκης τριφθοριούχου βορίου με αμμωνία.

Το τριφθοριούχο βόριο είναι μια ένωση που δεν έχει δομή ευγενών αερίων γύρω από το άτομο του βορίου. Το βόριο έχει μόνο 3 ζεύγη ηλεκτρονίων στο κέλυφος σθένους του, έτσι λέγεται ότι το BF3 είναι ανεπαρκές σε ηλεκτρόνια.

Το ζεύγος ηλεκτρονίων που δεν είναι κοινόχρηστο ηλεκτρονίων αμμωνίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ξεπεραστεί αυτή η ανεπάρκεια και σχηματίζεται μια ένωση η οποία περιλαμβάνει ένα δεσμό συντονισμού.

Αυτό το ζεύγος ηλεκτρονίων δίδεται στον άδειο πόρο του βορίου. Εδώ η αμμωνία είναι η βάση του Lewis και το BF3 είναι το οξύ του Lewis.

Χημεία συντονισμού

Υπάρχει ένας κλάδος ανόργανης χημείας αποκλειστικά για τη μελέτη ενώσεων που σχηματίζουν μεταβατικά μέταλλα. Αυτά τα μέταλλα συνδέονται με άλλα άτομα ή μόρια μέσω δεσμών συντονισμού για να σχηματίσουν πολύπλοκα μόρια.

Αυτά τα μόρια είναι γνωστά ως ενώσεις συντονισμού και η επιστήμη που τις μελετά λέγεται χημεία συντονισμού.

Στην περίπτωση αυτή, η ενωμένη με το μέταλλο ουσία, η οποία θα είναι ο δότης ηλεκτρονίων, που είναι γνωστό ως συνδέτης και κοινώς είναι ενώσεις συντονισμού γνωστές ως σύμπλοκο.

ενώσεις Συντονισμός περιλαμβάνουν ουσίες όπως η βιταμίνη Β12, αιμοσφαιρίνη και χλωροφύλλη, βαφές και χρωστικές ουσίες, και οι καταλύτες που χρησιμοποιούνται στην παρασκευή των οργανικών ουσιών (Jack Halpern, 2014).

Ένα παράδειγμα ενός πολύπλοκου ιόντος θα είναι το σύμπλοκο κοβαλτίου [Co (ΝΗ₂CH₂CH₂NH₂2ClNH₃]²⁺  που θα είναι διχλωροαμινοαιθυλενο διαμίνη κοβάλτιο (IV).

Η χημεία συντονισμού προέκυψε από το έργο του Alfred Werner, μια ελβετική εξετάζοντας διάφορες χημικές ενώσεις του κοβαλτίου χλωριδίου (III) και αμμωνία. Μετά την προσθήκη υδροχλωρικού οξέος, ο Werner παρατήρησε ότι η αμμωνία δεν μπορούσε να εξαλειφθεί πλήρως. Στη συνέχεια, πρότεινε ότι η αμμωνία θα πρέπει να είναι πιο στενά συνδεδεμένη με το κεντρικό ιόν κοβαλτίου.

Ωστόσο, όταν προστέθηκε υδατικό νιτρικό άργυρο, ένα από τα προϊόντα που σχηματίστηκαν ήταν στερεό χλωριούχο άργυρο. Η ποσότητα χλωριούχου αργύρου που σχηματίστηκε σχετίζεται με τον αριθμό των μορίων αμμωνίας που συνδέονται με το χλωριούχο κοβάλτιο (III).

Για παράδειγμα, όταν προστέθηκε νιτρικό άργυρο στο CoCl₃ · 6ΝΗ₃, τα τρία χλωρίδια έγιναν χλωριούχο αργύρου.

Ωστόσο, όταν προστέθηκε νιτρικό άργυρο στο CoCl₃ · 5ΝΗ₃, μόνο 2 από τα 3 χλωρίδια σχημάτισαν χλωριούχο αργύριο. Όταν το CoCl υποβλήθηκε σε θεραπεία₃.4NH₃  με νιτρικό άργυρο, ένα από τα τρία χλωρίδια καθιζάνει ως χλωριούχο άργυρο.

Οι παρατηρήσεις που προέκυψαν υποδηλώνουν το σχηματισμό πολύπλοκων ή συντονιστικών ενώσεων. Στη σφαίρα του εσωτερικού συντονισμού, που αναφέρεται επίσης σε ορισμένα κείμενα ως η πρώτη σφαίρα, οι συνδετήρες συνδέονται άμεσα με το κεντρικό μέταλλο.

Στην εξωτερική σφαίρα του συντονισμού, που ονομάζεται μερικές φορές και η δεύτερη σφαίρα, άλλα ιόντα συνδέονται με το σύνθετο ιόν. Ο Werner απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ το 1913 για τη θεωρία του συντονισμού (Introduction to Coordination Chemistry, 2017).

Αυτή η θεωρία συντονισμού καθιστά μετάλλου μεταπτώσεως που έχει σθένος δύο τύπους: ο πρώτος σθένους καθορίζεται από τον αριθμό οξείδωσης του μετάλλου και του άλλου σθένους καλούμενο αριθμό συντονισμού.

Ο αριθμός οξείδωση λέει πόσα ομοιοπολικοί δεσμοί μπορούν να σχηματιστούν στο μέταλλο (όπως σίδηρος (II) παράγει ΡβΟ) και ο αριθμός συντονισμού λέει πόσα ομόλογα συντονισμού μπορεί να σχηματίσει στο σύμπλοκο (σιδήρου παράδειγμα με τον αριθμό συντονισμού 4 παράγει [ΡεΟ₄]^- και [FeCI₄]^2-) (Ενώσεις Συντονισμού, 2017).

Στην περίπτωση του κοβαλτίου, αυτό έχει αριθμό συντονισμού 6. Αυτός είναι ο λόγος στα πειράματα Werner, κατά την προσθήκη νιτρικού αργύρου, υπό τον όρο η ποσότητα χλωριούχου αργύρου για να αφήσει ένα εξαϋποκατεστημένο κοβαλτίου λήφθηκε.

Οι σύνδεσμοι συντονισμού αυτού του τύπου ένωσης έχουν το χαρακτηριστικό ότι είναι χρωματισμένοι.

Στην πραγματικότητα είναι υπεύθυνοι για το τυπικό χρωματισμό που συνδέεται με ένα μέταλλο (σίδηρο κόκκινο, μπλε κοβαλτίου κλπ) και είναι σημαντικά για τις φασματοφωτομετρικές ανιχνεύσεις ατομικής απορρόφησης και εκπομπής (Skodje, S.F.).

Αναφορές

1. Atkins, Ρ. W. (2017, 23 Ιανουαρίου). Χημική συγκόλληση. Ανάκτηση από britannica.com.
2. Clark, J. (2012, Σεπτέμβριος). ΣΥΓΚΡΙΘΕΝΤΑΙ (ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΚΩΔΙΚΟΠΟΙΗΣΗ). Ανακτήθηκε από το chemguide.co.uk.
3. Συντονίστε το Covalent Bond. (S.F.). Ανάκτηση από χημεία.tutorvista.
4. Ενώσεις συντονισμού. (2017, 20 Απριλίου). Ανακτηθεί dechem.libretexts.org.
5. Εισαγωγή στη Χημεία Συντονισμού. (2017, 20 Απριλίου). Ανακτήθηκε από chem.libretexts.org.
6. Jack Halpern, G. Β. (2014, 6 Ιανουαρίου). Συντονιστική ένωση. Ανάκτηση από britannica.com.
7. Schiller, Μ. (S.F.). Συντονίστε την ομοιοπολική σύνδεση. Ανάκτηση από την easychem.com.
8. Skodje, Κ. (S.F.). Συντονίστε το Covalent Bond: Ορισμός και Παραδείγματα. Ανακτήθηκε από study.com.