O legătură de coordonare covalentă sau o legătură de coordonare este un tip de legătură în care unul dintre atomii atașați furnizează toți electronii partajați.
Într-o legătură covalentă simplă, fiecare atom furnizează câte un electron legăturii. Pe de altă parte, într-o legătură de coordonare, atomii care donează electronul pentru a forma o legătură sunt numiți atomul donator, în timp ce atomul care acceptă perechea de electroni care se alătură se numește atomul acceptor (Clark, 2012).
Figura 1: reprezentarea unei legături de coordonare între atomul donator (N) și acceptor (H).
O legătură de coordonare este reprezentată de o săgeată care pornește de la atomii donator și se termină de la atomul acceptor (figura 1). În unele cazuri, donatorul poate fi o moleculă.
În acest caz, un atom din moleculă poate dona perechea de electroni, care ar fi baza Lewis, în timp ce molecula cu capacitatea de acceptare ar fi acidul Lewis (Coordonata Covalent Bond, SF).
O legătură de coordonare are caracteristici similare cu cea a unei legături covalente simple. Compușii care au acest tip de legătură au, în general, un punct de topire și fierbere scăzut, cu o interacțiune coulombică inexistentă între atomi (spre deosebire de legătura ionică), iar compușii sunt foarte solubili în apă (Atkins, 2017).
Câteva exemple de legături covalente de coordonate
Cel mai frecvent exemplu de legătură de coordonare este ionul de amoniu, care este format prin combinația unei molecule de amoniac și a unui proton dintr-un acid.
În amoniac, atomul de azot are o pereche de electroni singure după ce își completează octetul. Donează această pereche singură ionului de hidrogen, astfel atomul de azot devine donator. Atomul de hidrogen devine acceptorul (Schiller, SF).
Figura 2: reprezentarea legăturii de coordonare a ionilor de hidroniu.
Un alt exemplu comun de legătură dativă este formarea ionului de hidroniu. Ca și în cazul ionului de amoniu, perechea de electroni liberi ai moleculei de apă servește ca donator al protonului care este acceptorul (figura 2).
Cu toate acestea, trebuie menționat că, odată stabilită legătura de coordonare, toți hidrogenii atașați la oxigen sunt exact echivalenți. Când un ion de hidrogen se descompune din nou, nu există nicio discriminare între care dintre hidrogeni este eliberat.
Un excelent exemplu de reacție acid-bază Lewis, care ilustrează formarea unei legături covalente în coordonate, este reacția de formare a aductului trifluorurii de bor cu amoniacul.
Trifluorura de bor este un compus care nu are o structură de gaz nobil în jurul atomului de bor. Borul are doar 3 perechi de electroni în carcasa sa de valență, astfel încât se spune că BF3 este deficient de electroni.
Pentru a depăși acea deficiență, poate fi utilizată pereche de electroni neshared de azot amoniac și se formează un compus care implică o legătură de coordonare.
Figura 3: Aduceți între molecula de trifluorură de bor și amoniacul.
Acea pereche de electroni din azot este donată orbitalului p gol al borului. Aici amoniacul este baza Lewis și BF3 este acidul Lewis.
Chimie de coordonare
Există o ramură a chimiei anorganice dedicată exclusiv studiului compușilor care formează metale de tranziție. Aceste metale se alătură altor atomi sau molecule prin legături de coordonare pentru a forma molecule complexe.
Aceste molecule sunt cunoscute sub numele de compuși de coordonare, iar știința care le studiază se numește chimie de coordonare.
În acest caz, substanța atașată de metal, care ar fi donatorul de electroni, este cunoscută sub numele de ligand și compușii de coordonare sunt cunoscuți în mod obișnuit sub numele de complexe.
Compușii de coordonare includ substanțe precum vitamina B12, hemoglobină și clorofilă, coloranți și pigmenți și catalizatori folosiți la prepararea substanțelor organice (Jack Halpern, 2014).
Un exemplu de ion complex ar fi complexul de cobalt 2+ , care ar fi cobaltul diclaminaminetilendiaminei (IV).
Chimia de coordonare a rezultat din activitatea lui Alfred Werner, un chimist elvețian care a examinat diferiți compuși de clorură de cobalt (III) și amoniac. După adăugarea acidului clorhidric, Werner a constatat că amoniacul nu poate fi îndepărtat complet. El a propus apoi ca amoniacul să fie mai strâns legat de ionul central de cobalt.
Cu toate acestea, când s-a adăugat nitrat apos de argint, unul dintre produsele formate a fost clorura de argint solidă. Cantitatea de clorură de argint formată a fost legată de numărul de molecule de amoniac legate la clorura de cobalt (III).
De exemplu, când nitrat de argint a fost adăugat la COCI 3 · 6NH 3 , toate cele trei cloruri au fost convertite în clorură de argint.
Cu toate acestea, s - a adăugat azotat de argint când la COCI 3 · 5NH 3 , numai 2 din cele 3 clorurile formate de clorură de argint. Când COCI 3 .4NH 3 a fost tratat cu nitrat de argint, unul dintre cele trei clorurile precipitate ca clorură de argint.
Observațiile rezultate au sugerat formarea de compuși complexi sau de coordonare. În sfera de coordonare internă, denumită și în unele texte ca primă sferă, liganzii sunt atașați direct la metalul central.
În sfera exterioară a coordonării, uneori numită a doua sferă, alți ioni sunt atașați de ionul complex. Werner a fost distins cu Premiul Nobel în 1913 pentru teoria sa despre coordonare (Introducere în coordonare chimie, 2017).
Această teorie a coordonării face ca metalele de tranziție să aibă două tipuri de valență: prima valență, determinată de numărul de oxidare a metalului, iar cealaltă valență numită număr de coordonare.
Numărul de oxidare spune câte legături covalente pot fi formate în metal (de exemplu, fierul (II) produce FeO) și numărul de coordonare spune câte legături de coordonare pot fi formate în complex (de exemplu, fierul cu numărul de coordonare 4 produce - și 2- ) (Compuși de coordonare, 2017).
În cazul cobaltului, acesta are un număr de coordonare 6. De aceea, în experimentele lui Werner, la adăugarea de nitrat de argint, s-a obținut întotdeauna cantitatea de clorură de argint care ar lăsa un cobalt hexacoordinat.
Legăturile de coordonare ale acestui tip de compus au caracteristica de a fi colorate.
De fapt, sunt responsabili pentru colorația tipică asociată unui metal (fier roșu, cobalt albastru etc.) și sunt importante pentru testele spectrofotometrice cu emisie atomică și absorbție (Skodje, SF).
Referințe
- Atkins, PW (2017, 23 ianuarie). Lipirea chimică. Recuperat de pe britannica.com.
- Clark, J. (2012, septembrie). CONDUCERE CO-ORDINATĂ (COVALENT DATIV). Recuperat din chemguide.co.uk.
- Coordonare obligațiune covalentă. (SF). Recuperat din chimie.tutorvista.
- Compuși de coordonare. (2017, 20 aprilie). Recuperat din chem.libretexts.org.
- Introducere în chimia coordonării. (2017, 20 aprilie). Recuperat din chem.libretexts.org.
- Jack Halpern, GB (2014, 6 ianuarie). Compus de coordonare. Recuperat de pe britannica.com.
- Schiller, M. (SF). Coordonarea legăturii covalente. Recuperat de easychem.com.
- Skodje, K. (SF). Obligație covalentă de coordonate: definiție și exemple. Recuperat din studiu.com.