Koordinační chemie: Porovnání verzí

Přidáno 1 939 bajtů ,  před 14 lety
Doplnění základních údajů
(Doplnění historie a obrázků)
(Doplnění základních údajů)
{{Pracuje se|2 dny|17:16, 31. 8. 2007 (UTC)}}
 
[[Soubor:Alfred Werner.jpg|thumb|right|Alfred Werner]]
'''Komplexní''' neboli '''koordinační chemie''' je obor chemie zabývající se komplexními (koordinačními) sloučeninami - [[komlpex]]y. Ačkoliv neexistuje jednoznačná definice komplexů, tak se v základním pojetí považuje za komplex částice, která obsahuje centrální atom ([[Lewisova kyselina|Lewisovou kyselinou]]) a na něj komplexně vázané [[ligand]]y ([[Lewisova báze|Lewisovy báze]]). Komplexní částice většinou obsahují [[kation]] nebo [[anion]], ale existují i elektroneutrální komplexní částice. Běžné komplexy obsahují pouze jeden centrální atom, ale existují i komplexy vícejaderné.
Alfred Werner vyvrátil zažitou představu, kterou vytvořili [[organická chemie|organičtí chemici]]. Ti se domnívali, že koordinačně vázané skupiny či atomy, vytváří pevnou [[kovalentní vazba|kovalentní vazbu]]. Vazebné číslo atomu bylo podle nich číslo skupiny, ve které se [[atom]] nacházel. Jako nejznámější příklad se uvádí [[kobalt]]ité komplexy s koordinačně vázaným [[amoniak]]em. Podle organiků se na kobalt vázal amoniak kovalentní vazbou a dokonce několik amoniakových skupin za sebou. Problém, který organici nedokázali přesvědčivě vysvětlit spočíval v problematice [[izomerie]]. Některé kobaltité komplexy s amoniakem mají izomery, některé však ne. Organici nedokázaly vysvětlit proč některé sloučeniny izomery nemají, některé mají a proč jich je zrovna takový počet.
 
[[Alfred Werner]] vytvořil svou teorii údajně na základě svého snu a po probuzení ji za jedno dopoledne zpracoval. Založil ji na čistém sdílení elektronových párů a elektrostatickém přitahování. Poté zkoumal možné izomery komplexů s 6 ligandy a na základě svých pokusů zjistil, že jsou [[oktaedr]]ické. Jak se i dnes ukazuje měl Werner ve většině případech pravdu. Jeho teorie je ve své podstatě používána až dodnes. I dnes je pro některé chemiky stále pozoruhodné s jakou vytrvalostí připravoval a zkoumal komplexní sloučeniny a pouze na základě svých poznatků určoval jejich strukturu, a to i bez dnešních moderních analytických metod. Strukturu [[oktaedr]]ických komplexů určil na základě svých pokusů. Při připravování nových komplexních sloučenin totiž zkoumal geometrické izomery komplexů se 6 ligandy. Rovnoměrné rozložení 6 ligandů mohlo být ve tvaru [[hexagon]]u, [[trigonální prizma|trigonálního prizmatu]] nebo [[oktaedr]]u. Werner si spočítal množství izomerů pro tyto možné varianty. Při svých pokusech se mu vždy podařilo získat maximálně 2 izomery dané sloučeniny a jelikož maximálně 2 izomery jsou možné pouze pro strukturu oktaedru, tak na tomto základě usoudil, že všechny koordinační sloučeniny se 6 ligandy jsou oktaedrické. Dnes se již ví, že to není úplná pravda, protože se podařilo připravit několik trigonálně prizmatických komplexů, ale ve své podstatě měl Werner pravdu.
 
== Základní pojmy ==
 
=== [[Centrální atom]] ===
Ligandy se dělí podle své [[denticita|denticity]]. Podle počtu koordinačně kovalentních vazeb, které jsou schopny s centrálním atomem vytvořit. Ligandy se tedy dělí na jednovazné, dvojvazné, více vazné (monodentátní, bidentátní, polydentátní). Většinou je počet donorových atomů roven vaznosti ligandu. Výjimku tvoří [[ambidentátní ligand]]y. Tyto ligandy obsahují více donorových atomů, ale mohou se vázat pouze na centrální atom jedním z nich. Jako příklad slouží [[thiokyanatan]]ový a [[izothiokyanatan|izothiokyanatanový anion]]. Vícevazné ligandy, které se vážou na centrální atom více donorovými atomy, tvoří v struktuře cyklická uspořádání – tzv. chelátové kruhy. Takovým komplexům se říká [[chelát]]y. Tyto komplexy se mohou dále členit na speciální skupiny. Podle tvaru na [[podandy]] (lineární [[polyether]]y), [[koronandy]] neboli ''crowny'' (cyklické polyethery) a [[kryptandy]] (polycyklické polyethery). Komplexy s těmito ligandy se označují jako [[podáty]], [[koronáty]] a [[kryptáty]].
 
'''Koordinační sféra''' je soubor ligandů vázaných na centrální atom. Pokud jsou všechny ligandy vázané na centrální atom stejné, tak se tato sféra označuje jako homogenní. Pokud jsou na centrálním atomu různé druhy ligandů, tak se sféra označuje jako heterogenní. '''[[Koordinační číslo]]''' je množství vazeb mezi centrálním atomem a ligandy. Toto číslo je rovno počtu ligandů pouze v případě, že všechny ligandy jsou jednovazné.
 
=== [[Koordinační vazba]] ===
 
'''Koordinační vazba''' neboli koordinačně-kovalentní vazba je vazba vznikající v komplexních sloučeninách. V počátcích koordinační chemie bylo předpokládáno, že tato vazba vzniká mezi [[centrální atom|centrálním atomem]] (akceptorem elektronováho páru) a [[ligand]]y (donorem elektronového páru), čili že jde o sdílení elektronových párů a tedy tvorbu kovalentní vazby mezi centrálním atomem a ligandy. V úplných počátcích terie koordinační vazby se navíc předpokládalo, že ligandy doplňují atomu přechodného kovu tolik [[elektron]]ů, aby dosáhl stabilní konfigurace následujícího [[vzácný plyn|vzácného plynu]] - to by znamenalo, že pro každý atom je počet ligandů konstantní. Později byla tato teorie doplněna o možnost hybridizace atomu. Zhruba ve stejné době vytvořili fyzici teorii, která vysvětlovala magnetické a i spektrální vlastnosti (barevnost) komplexů. Pro chemiky bylo ovšem nepřijatelné, že se v této teorii vysvětlovala koordinační vazba pouze čistým elektrostatickým přitahováním mezi centrálním atomem a ligandy. Další teorie sjednotila dvě předchozí a vytvořila nefelauxetickou řadu, v níž byly ligandy seřazeny podle rostoucích schopností tvořit kovalentní charakter vazby. Doposud poslední, avšak nejsložitější teorií, dokonale popisuje všechny vlastnosti [[koordinační sloučenina|koordinačních sloučenin]]. Pro běžné použivání je však nepraktická, jelikož je velmi složitá. V dnešní době se ale díky moderním počítačům používá stále častěji.
 
== Související články ==
 
:[[Koordinační sloučenina]]
:[[Ligand]]
:[[Centrlní atom]]
:[[Lewisova kyselina]]
:[[Lewisova báze]]
:[[Koordinační vazba]]
:[[Koordinační číslo]]
:[[Izomerie koordinačních sloučenin]]
:[[Barevnost komplexů]]
 
== Literatura ==
 
* N. N. Greenwood - A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9