Лиганд: различия между версиями
[отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
EmausBot (обсуждение | вклад) м r2.7.2+) (робот изменил: hu:Ligandum (szervetlen kémia) |
м согласно MediaWiki:Recommendations for mobile friendly articles on Wikimedia wikis, Википедия:Оформление статей (обс.) и Википедия:Доступность#Структура статьи по запросу |
||
(не показано 39 промежуточных версий 29 участников) | |||
Строка 1: | Строка 1: | ||
{{about|лигандах в неорганической химии|лигандах в биохимии|Лиганд (биохимия)|других значениях термина|Лиганд (неоднозначность)}} |
|||
⚫ | '''Лига́нд''' (от {{lang-la|ligare |
||
{{Falseredirect|Адденд}} |
|||
⚫ | '''Лига́нд''' (от {{lang-la|[[wikt:ligare#Латинский|ligare]]}} «связывать») — [[атом]], [[ион]] или [[молекула]], связанные с другим атомом ([[Донорно-акцепторное взаимодействие|акцептором]]) с помощью [[Донорно-акцепторное взаимодействие|донорно-акцепторного взаимодействия]]. Понятие применяется в химии [[Комплексные соединения|комплексных соединений]], обозначая присоединенные к одному или нескольким центральным (комплексообразующим) атомам [[металл]]а частицы. |
||
⚫ | Чаще всего такое связывание происходит с образованием так называемой «координационной» [[Донорно-акцепторная связь|донорно-акцепторной связи]], где лиганды выступают в роли [[Теории кислот и оснований|основания Льюиса]], то есть являются {{D-l|Донор|донорами}} [[электронная пара|электронной пары]]. При присоединении лигандов к центральному атому химические свойства комплексообразователя и самих лигандов часто претерпевают значительные изменения. |
||
== В неорганической химии == |
|||
⚫ | Чаще всего такое связывание происходит с образованием так называемой «координационной» [[Донорно-акцепторная связь|донорно-акцепторной связи]], где лиганды выступают в роли [[Теории кислот и оснований|основания Льюиса]], то есть являются [[ |
||
== Номенклатура лигандов == |
|||
# |
# Первым в названии соединения в именительном падеже называется анион, а затем в родительном — катион. |
||
# |
# В названии комплексного иона сначала перечисляются лиганды в алфавитном порядке, а затем центральный атом. |
||
# |
# Центральный атом в нейтральных катионных комплексах называются русским названием, а в анионах корнем латинского названия с суффиксом «ат». После названия центрального атома указывается степень окисления. |
||
# |
# Число лигандов, присоединённых к центральному атому, указывается приставками [[моно-]], [[ди-]], [[три-]], [[тетра-]], [[пента-]], и т. д. |
||
== Характеристики лигандов == |
|||
=== Электронное строение === |
|||
Собственно, важнейшая характеристика лиганда, позволяющая оценить и спрогнозировать его способности к комплексообразованию и саморазрушению D-орбитали — разрушения соединения в целом. В первом приближении включает в себя количество электронных пар, которые лиганд способен выделить на создание координационных связей и электроотрицательность донирующего атома или [[Функциональная группа|функциональной группы]]. |
Собственно, важнейшая характеристика лиганда, позволяющая оценить и спрогнозировать его способности к комплексообразованию и саморазрушению D-орбитали — разрушения соединения в целом. В первом приближении включает в себя количество электронных пар, которые лиганд способен выделить на создание координационных связей и электроотрицательность донирующего атома или [[Функциональная группа|функциональной группы]]. |
||
=== Дентатность === |
|||
[[Файл: |
[[Файл:EDTA.svg|thumb|150px|right|EDTA]] |
||
Число занимаемых лигандом координационных мест центрального атома (или атомов) |
Число занимаемых лигандом координационных мест центрального атома (или атомов) называется дентатностью (от {{lang-la|dens, dent- — зуб}}). Лиганды, занимающие одно координационное место, называются ''моно''дентатными (например, '''N'''H<sub>3</sub>), два — ''би''дентатными (оксалат-анион ['''O'''-C(=O)-C(=O)'''-O''']<sup>2−</sup>). Лиганды, способные занять большее количество позиций в координационной сфере, обычно обозначают как ''поли''дентатные. Например, [[этилендиаминтетрауксусная кислота]] (EDTA), способная занять шесть координационных позиций. |
||
Кроме дентатности, существует характеристика, отражающая количество атомов лиганда, связанных с одним координационным местом центрального атома. В английской литературе обозначается словом ''hapticity'' и имеет номенклатурное обозначение [[Эта|η]] с соответствующим надстрочным индексом. Хотя устоявшегося термина в русском языке она, по-видимому, не имеет, в некоторых источниках можно встретить кальку «гаптность»<ref>{{книга|автор=Реутов О.А., Курц А.Л., Бутин К.П.|заглавие=Органическая химия. В 4-х частях. Часть 4|место= |
Кроме дентатности, существует характеристика, отражающая количество атомов лиганда, связанных с одним координационным местом центрального атома. В английской литературе обозначается словом ''hapticity'' и имеет номенклатурное обозначение [[Эта|η]] с соответствующим надстрочным индексом. Хотя устоявшегося термина в русском языке она, по-видимому, не имеет, в некоторых источниках можно встретить кальку «гаптность»<ref>{{книга|автор=Реутов О. А., Курц А. Л., Бутин К. П.|заглавие=Органическая химия. В 4-х частях. Часть 4|место=М.|издательство=БИНОМ. Лаборатория знаний|год=2004|страниц=726|ISBN=5-94774-113-X}}</ref>. |
||
Как пример, можно привести циклопентадиенильный лиганд в металлоцентровых комплексах, занимающий одно координационное место (то есть |
Как пример, можно привести циклопентадиенильный лиганд в металлоцентровых комплексах, занимающий одно координационное место (то есть являющийся монодентатным) и связанный через все пять атомов углерода: η<sup>5</sup>-[C<sub>5</sub>H<sub>5</sub>]<sup>−</sup>. |
||
==== Способы координации ==== |
==== Способы координации ==== |
||
[[Файл:Metal-EDTA.png|thumb|150px|left|Хелатный комплекс EDTA<sup>4−</sup>]] |
[[Файл:Metal-EDTA.png|thumb|150px|left|[[Хелаты|Хелатный комплекс]] [[Этилендиаминтетрауксусная кислота|EDTA]]<sup>4−</sup>]] |
||
Лиганды с дентатностью больше двух способны образовывать ''хелатные комплексы'' ({{lang-el|χηλή}} — |
Лиганды с дентатностью больше двух способны образовывать ''[[Хелаты|хелатные комплексы]]'' ({{lang-el|χηλή}} — клешня) — комплексы, где центральный атом включён в один или более циклов с молекулой лиганда. Такие лиганды называются ''хелатирующими''. Как пример можно привести комплексы тетрааниона той же EDTA, обратив внимание, что несколько из четырёх связей M—O в нём могут формально являться ''[[ионная связь|ионными]]''. |
||
При |
При образовании хелатных комплексов часто наблюдается ''хелатный эффект'' — большая их стабильность по сравнению с аналогичными комплексами не-хелатирующих лигандов. Он достигается за счёт большего экранирования центрального атома от замещающих воздействий и [[Термодинамическая энтропия|энтропийного]] эффекта. Например, [[константа диссоциации]] аммиачного комплекса кадмия [Cd(NH<sub>3</sub>)<sub>4</sub>]<sup>2+</sup> почти в 1500 раз больше, чем комплекса с [[этилендиамин]]ом [Cd(en)<sub>2</sub>]<sup>2+</sup>. Причина этого заключается в том, что при взаимодействии гидратированного иона кадмия(II) с этилендиамином две молекулы лиганда вытесняют четыре молекулы воды. При этом число свободных частиц в системе значительно возрастает, и энтропия системы возрастает (а внутренняя упорядоченность комплекса соответственно растёт). То есть причина хелатного эффекта — увеличение энтропии системы при замещении монодентатных лигандов полидентатнымии и, как следствие, снижение [[Энергия Гиббса|энергии Гиббса]]<ref>Г. П. Жмурко, Е. Ф. Казакова, В. Н. Кузнецов, А. В. Ященко «Общая химия» под редакцией профессора С. Ф. Дунаева, Академия, 2011. — 240 с.</ref>. |
||
[[Файл:Porphin.png|thumb|150px|right|Порфириновый цикл]] |
[[Файл:Porphin.png|thumb|150px|right|Порфириновый цикл]] |
||
Среди хелатирующих лигандов можно выделить класс |
Среди хелатирующих лигандов можно выделить класс [[макроцикл]]ических лигандов — молекул с достаточным для помещения атома комплексообразователя размером внутрициклического пространства. Примером таких соединений могут служить [[порфирин]]овые основания — основы важнейших [[биохимия|биохимических]] комплексов, таких, как [[гемоглобин]], [[хлорофилл]] и [[бактериохлорофилл]]. Также в качестве [[макроцикл]]ических лигандов могут выступать [[краун-эфиры]], [[каликсарены]] и др. |
||
Лиганды также могут являться мостиковыми, образуя связи между различными центральными атомами в би- или полиядерных комплексах. Мостиковые лиганды обозначаются греческой буквой μ (''мю''). |
Лиганды также могут являться мостиковыми, образуя связи между различными центральными атомами в би- или полиядерных комплексах. Мостиковые лиганды обозначаются греческой буквой μ (''мю''). |
||
Строка 36: | Строка 37: | ||
{{примечания}} |
{{примечания}} |
||
== Литература == |
|||
{{Нет ссылок|дата=13 мая 2011}} |
|||
{{Родственные проекты|Тема=Лиганд|Викисловарь=лиганд}} |
|||
* {{книга |заглавие = Химическая энциклопедия |ответственный = Редкол.: Кнунянц И.Л. и др. |место = М. |издательство = Советская энциклопедия |год = 1990 |том = 2 (Даф-Мед)|страниц = 671 |isbn = 5-82270-035-5 }} |
|||
{{Внешние ссылки}} |
|||
{{Структурная химия}} |
{{Структурная химия}} |
||
Строка 43: | Строка 48: | ||
[[Категория:Координационная геометрия]] |
[[Категория:Координационная геометрия]] |
||
[[Категория:Координационная химия]] |
[[Категория:Координационная химия]] |
||
[[af:Ligand]] |
|||
[[ar:ربيطة]] |
|||
[[bs:Ligand]] |
|||
[[ca:Lligand]] |
|||
[[cs:Ligand]] |
|||
[[de:Ligand]] |
|||
[[en:Ligand]] |
|||
[[es:Ligando]] |
|||
[[et:Ligand]] |
|||
[[fa:لیگاند]] |
|||
[[fi:Ligandi (kemia)]] |
|||
[[fr:Ligand (chimie)]] |
|||
[[ga:Liogann]] |
|||
[[he:ליגנד]] |
|||
[[hu:Ligandum (szervetlen kémia)]] |
|||
[[io:Ligando]] |
|||
[[it:Ligando]] |
|||
[[ja:配位子]] |
|||
[[kk:Лиганд]] |
|||
[[ko:리간드]] |
|||
[[nl:Ligand]] |
|||
[[pl:Ligandy]] |
|||
[[pt:Ligante]] |
|||
[[simple:Ligand]] |
|||
[[sr:Ligand]] |
|||
[[sv:Ligand]] |
|||
[[ta:ஈந்தணைவி]] |
|||
[[th:ลิแกนด์]] |
|||
[[tr:Ligand (kimya)]] |
|||
[[uk:Ліганд]] |
|||
[[zh:配體]] |
Текущая версия от 23:26, 28 февраля 2023
Лига́нд (от лат. ligare «связывать») — атом, ион или молекула, связанные с другим атомом (акцептором) с помощью донорно-акцепторного взаимодействия. Понятие применяется в химии комплексных соединений, обозначая присоединенные к одному или нескольким центральным (комплексообразующим) атомам металла частицы.
Чаще всего такое связывание происходит с образованием так называемой «координационной» донорно-акцепторной связи, где лиганды выступают в роли основания Льюиса, то есть являются донорами электронной пары. При присоединении лигандов к центральному атому химические свойства комплексообразователя и самих лигандов часто претерпевают значительные изменения.
Номенклатура лигандов
[править | править код]- Первым в названии соединения в именительном падеже называется анион, а затем в родительном — катион.
- В названии комплексного иона сначала перечисляются лиганды в алфавитном порядке, а затем центральный атом.
- Центральный атом в нейтральных катионных комплексах называются русским названием, а в анионах корнем латинского названия с суффиксом «ат». После названия центрального атома указывается степень окисления.
- Число лигандов, присоединённых к центральному атому, указывается приставками моно-, ди-, три-, тетра-, пента-, и т. д.
Характеристики лигандов
[править | править код]Электронное строение
[править | править код]Собственно, важнейшая характеристика лиганда, позволяющая оценить и спрогнозировать его способности к комплексообразованию и саморазрушению D-орбитали — разрушения соединения в целом. В первом приближении включает в себя количество электронных пар, которые лиганд способен выделить на создание координационных связей и электроотрицательность донирующего атома или функциональной группы.
Дентатность
[править | править код]Число занимаемых лигандом координационных мест центрального атома (или атомов) называется дентатностью (от лат. dens, dent- — зуб). Лиганды, занимающие одно координационное место, называются монодентатными (например, NH3), два — бидентатными (оксалат-анион [O-C(=O)-C(=O)-O]2−). Лиганды, способные занять большее количество позиций в координационной сфере, обычно обозначают как полидентатные. Например, этилендиаминтетрауксусная кислота (EDTA), способная занять шесть координационных позиций.
Кроме дентатности, существует характеристика, отражающая количество атомов лиганда, связанных с одним координационным местом центрального атома. В английской литературе обозначается словом hapticity и имеет номенклатурное обозначение η с соответствующим надстрочным индексом. Хотя устоявшегося термина в русском языке она, по-видимому, не имеет, в некоторых источниках можно встретить кальку «гаптность»[1]. Как пример, можно привести циклопентадиенильный лиганд в металлоцентровых комплексах, занимающий одно координационное место (то есть являющийся монодентатным) и связанный через все пять атомов углерода: η5-[C5H5]−.
Способы координации
[править | править код]Лиганды с дентатностью больше двух способны образовывать хелатные комплексы (греч. χηλή — клешня) — комплексы, где центральный атом включён в один или более циклов с молекулой лиганда. Такие лиганды называются хелатирующими. Как пример можно привести комплексы тетрааниона той же EDTA, обратив внимание, что несколько из четырёх связей M—O в нём могут формально являться ионными.
При образовании хелатных комплексов часто наблюдается хелатный эффект — большая их стабильность по сравнению с аналогичными комплексами не-хелатирующих лигандов. Он достигается за счёт большего экранирования центрального атома от замещающих воздействий и энтропийного эффекта. Например, константа диссоциации аммиачного комплекса кадмия [Cd(NH3)4]2+ почти в 1500 раз больше, чем комплекса с этилендиамином [Cd(en)2]2+. Причина этого заключается в том, что при взаимодействии гидратированного иона кадмия(II) с этилендиамином две молекулы лиганда вытесняют четыре молекулы воды. При этом число свободных частиц в системе значительно возрастает, и энтропия системы возрастает (а внутренняя упорядоченность комплекса соответственно растёт). То есть причина хелатного эффекта — увеличение энтропии системы при замещении монодентатных лигандов полидентатнымии и, как следствие, снижение энергии Гиббса[2].
Среди хелатирующих лигандов можно выделить класс макроциклических лигандов — молекул с достаточным для помещения атома комплексообразователя размером внутрициклического пространства. Примером таких соединений могут служить порфириновые основания — основы важнейших биохимических комплексов, таких, как гемоглобин, хлорофилл и бактериохлорофилл. Также в качестве макроциклических лигандов могут выступать краун-эфиры, каликсарены и др.
Лиганды также могут являться мостиковыми, образуя связи между различными центральными атомами в би- или полиядерных комплексах. Мостиковые лиганды обозначаются греческой буквой μ (мю).
Примечания
[править | править код]- ↑ Реутов О. А., Курц А. Л., Бутин К. П. Органическая химия. В 4-х частях. Часть 4. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. — 726 с. — ISBN 5-94774-113-X.
- ↑ Г. П. Жмурко, Е. Ф. Казакова, В. Н. Кузнецов, А. В. Ященко «Общая химия» под редакцией профессора С. Ф. Дунаева, Академия, 2011. — 240 с.
Литература
[править | править код]- Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2 (Даф-Мед). — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.