Лиганд: различия между версиями
[отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
Bff (обсуждение | вклад) м откат правок 212.96.80.106 (обс.) к версии Gorvzavodru |
Mullanur (обсуждение | вклад) Нет описания правки |
||
Строка 3: | Строка 3: | ||
== В неорганической химии == |
== 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 |
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. |
||
=== Номенклатура лигандов === |
=== 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 === |
=== Характеристики лигандов === |
||
Строка 20: | Строка 20: | ||
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 мест, обычно обозначают как ''поли''дентатные. Например, [[этилендиаминтетрауксусная кислота]] (EDTA), способная занять шесть координационных мест. |
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 мест, обычно обозначают как ''поли''дентатные. Например, [[этилендиаминтетрауксусная кислота]] (EDTA), способная занять шесть координационных мест. |
||
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|[[Хелаты|Хелатный комплекс]] [[Этилендиаминтетрауксусная кислота|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 ''[[Хелаты|хелатные комплексы]]'' ({{lang-el|χηλή}} — клешня) — комплексы, где центральный атом |
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 образовани хелатных комплексов часто наблюдается ''хелатный эффект'' — большая их стабильность по сравнению с аналогичными комплексами не-хелатирующих лигандов. Он достигается за |
При образовани 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 меньше, 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]] |
||
Строка 35: | Строка 35: | ||
== Примечания == |
== Примечания == |
||
{{Родственные проекты|Тема=Лиганд|Викисловарь=лиганд}} |
|||
{{примечания}} |
{{примечания}} |
||
{{Нет ссылок|дата= |
{{Нет ссылок|дата=2011-05-13}} |
||
{{Внешние ссылки}} |
|||
{{Структурная химия}} |
{{Структурная химия}} |
||
Версия от 18:01, 9 августа 2018
Лига́нд (от лат. ligare — связывать) — атом, ион или молекула, связанные с неким центром (акцептором). Понятие применяется в биохимии для обозначения агентов, соединяющихся с биологическими акцепторами (рецепторами, иммуноглобулинами), а также в химии комплексных соединений, обозначая там присоединенные к одному или нескольким центральным (комплексообразующим) атомам металла частицы.
В неорганической химии
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
- 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 функциональной группы.
Дентатность
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 мест, обычно обозначают как полидентатные. Например, этилендиаминтетрауксусная кислота (EDTA), способная занять шесть координационных мест.
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
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 образовани 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 меньше, 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
- ↑ 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.
В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |