โควาเลนต์ประสานงานพันธบัตรหรือการประสานงานพันธบัตรประเภทของพันธบัตรที่เป็นหนึ่งในซัพพลายอะตอมที่แนบมาทั้งหมดของอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกัน
ในพันธะโควาเลนต์ธรรมดาแต่ละอะตอมจะจ่ายอิเล็กตรอนหนึ่งตัวให้กับพันธะ ในทางกลับกันอะตอมที่บริจาคอิเล็กตรอนเพื่อสร้างพันธะเรียกว่าอะตอมของผู้บริจาคในขณะที่อะตอมที่รับอิเล็กตรอนคู่เข้าร่วมเรียกว่าอะตอมตัวรับ (Clark, 2012)
รูปที่ 1: การแสดงพันธะประสานระหว่างอะตอมของผู้บริจาค (N) และตัวรับ (H)
พันธะประสานงานแสดงด้วยลูกศรที่เริ่มจากอะตอมของผู้บริจาคและสิ้นสุดที่อะตอมตัวรับ (รูปที่ 1) ในบางกรณีผู้บริจาคสามารถเป็นโมเลกุลได้
ในกรณีนี้อะตอมในโมเลกุลสามารถบริจาคคู่อิเล็กตรอนซึ่งจะเป็นฐานลิวอิสในขณะที่โมเลกุลที่มีความสามารถในการยอมรับจะเป็นกรดลิวอิส (พันธะโควาเลนต์ประสานงาน SF)
พันธะโคเวเลนต์มีลักษณะคล้ายกับพันธะโคเวเลนต์ธรรมดา สารประกอบที่มีพันธะประเภทนี้โดยทั่วไปจะมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำโดยมีปฏิสัมพันธ์แบบคูลอมบิกที่ไม่มีอยู่จริงระหว่างอะตอม (ต่างจากพันธะไอออนิก) และสารประกอบเหล่านี้ละลายได้ในน้ำ (Atkins, 2017)
ตัวอย่างบางส่วนของพันธะโคเวเลนต์ประสานงาน
ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดของพันธะโคออร์ดิเนชันคือแอมโมเนียมอิออนซึ่งเกิดจากการรวมกันของโมเลกุลแอมโมเนียและโปรตอนจากกรด
ในแอมโมเนียอะตอมของไนโตรเจนจะมีอิเล็กตรอนคู่เดียวหลังจากจบออกเตต บริจาคคู่โดดเดี่ยวนี้ให้กับไฮโดรเจนไอออนดังนั้นอะตอมไนโตรเจนจึงกลายเป็นผู้บริจาค อะตอมของไฮโดรเจนกลายเป็นตัวรับ (Schiller, SF)
รูปที่ 2: การแสดงพันธะประสานไฮโดรเนียมไอออน
อีกตัวอย่างหนึ่งของพันธะเดทีฟคือการก่อตัวของไฮโดรเนียมไอออน เช่นเดียวกับแอมโมเนียมไอออนคู่อิเล็กตรอนอิสระของโมเลกุลน้ำทำหน้าที่เป็นผู้บริจาคให้กับโปรตอนที่เป็นตัวรับ (รูปที่ 2)
อย่างไรก็ตามควรสังเกตว่าเมื่อสร้างพันธะประสานกันแล้วไฮโดรเจนทั้งหมดที่ติดกับออกซิเจนจะมีค่าเท่ากันทุกประการ เมื่อไฮโดรเจนไอออนแตกตัวอีกครั้งจะไม่มีการแบ่งแยกว่าไฮโดรเจนใดถูกปลดปล่อยออกมา
ตัวอย่างที่ดีเยี่ยมของปฏิกิริยากรดเบสของลิวอิสซึ่งแสดงให้เห็นถึงการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์พิกัดคือปฏิกิริยาการสร้างโบรอนไตรฟลูออไรด์ adduct กับแอมโมเนีย
โบรอนไตรฟลูออไรด์เป็นสารประกอบที่ไม่มีโครงสร้างก๊าซมีตระกูลรอบอะตอมโบรอน โบรอนมีอิเล็กตรอนเพียง 3 คู่ในเปลือกวาเลนซ์ดังนั้น BF3 จึงถูกกล่าวว่าเป็นอิเล็กตรอนที่ขาด
สามารถใช้แอมโมเนียไนโตรเจนคู่อิเล็กตรอนที่ไม่ใช้ร่วมกันเพื่อเอาชนะการขาดนั้นและเกิดสารประกอบที่เกี่ยวข้องกับพันธะประสาน
รูปที่ 3: Adduct ระหว่างโมเลกุลโบรอนไตรฟลูออไรด์กับแอมโมเนีย
อิเล็กตรอนคู่นั้นจากไนโตรเจนจะถูกบริจาคให้กับ p ออร์บิทัลว่างของโบรอน แอมโมเนียในที่นี้คือลิวอิสเบสและ BF3 คือกรดลิวอิส
เคมีประสานงาน
มีสาขาเคมีอนินทรีย์เฉพาะสำหรับการศึกษาสารประกอบที่สร้างโลหะทรานซิชัน โลหะเหล่านี้เข้าร่วมกับอะตอมหรือโมเลกุลอื่นผ่านพันธะประสานเพื่อสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน
โมเลกุลเหล่านี้เรียกว่าสารประกอบโคออร์ดิเนชันและวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเรียกว่าเคมีโคออร์ดิเนชัน
ในกรณีนี้สารที่จับกับโลหะซึ่งจะเป็นผู้บริจาคอิเล็กตรอนเรียกว่าลิแกนด์และสารประกอบโคออร์ดิเนชันเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าคอมเพล็กซ์
สารประกอบโคออร์ดิเนชัน ได้แก่ สารต่างๆเช่นวิตามินบี 12 ฮีโมโกลบินและคลอโรฟิลล์สีย้อมและสีและตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในการเตรียมสารอินทรีย์ (Jack Halpern, 2014)
ตัวอย่างของไอออนเชิงซ้อนคือโคบอลต์2+คอมเพล็กซ์ซึ่งจะเป็นโคบอลต์ dichloroaminenethylenediamine (IV)
เคมีประสานงานเกิดจากผลงานของ Alfred Werner นักเคมีชาวสวิสที่ตรวจสอบสารประกอบโคบอลต์ (III) คลอไรด์และแอมโมเนียต่างๆ หลังจากเติมกรดไฮโดรคลอริกแล้วเวอร์เนอร์พบว่าไม่สามารถกำจัดแอมโมเนียได้หมด จากนั้นเขาก็เสนอว่าแอมโมเนียควรจับกับไอออนโคบอลต์กลางมากขึ้น
อย่างไรก็ตามเมื่อเติมซิลเวอร์ไนเตรตในน้ำผลิตภัณฑ์หนึ่งที่เกิดขึ้นคือซิลเวอร์คลอไรด์ที่เป็นของแข็ง ปริมาณซิลเวอร์คลอไรด์ที่เกิดขึ้นสัมพันธ์กับจำนวนโมเลกุลของแอมโมเนียที่จับกับโคบอลต์ (III) คลอไรด์
ตัวอย่างเช่นเมื่อเติมซิลเวอร์ไนเตรตลงใน CoCl 3 · 6NH 3คลอไรด์ทั้งสามจะถูกเปลี่ยนเป็นซิลเวอร์คลอไรด์
แต่เมื่อเงินไนเตรตถูกบันทึกอยู่ใน CoCl 3 · 5NH 3เพียง 2 ใน 3 รูปแบบคลอไรด์เงินคลอไรด์ เมื่อ CoCl 3 .4NH 3ได้รับการบำบัดด้วยซิลเวอร์ไนเตรตหนึ่งในสามของคลอไรด์จะตกตะกอนเป็นซิลเวอร์คลอไรด์
ผลการสังเกตชี้ให้เห็นการก่อตัวของสารประกอบเชิงซ้อนหรือโคออร์ดิเนชัน ในรูปทรงกลมประสานงานภายในหรือที่เรียกในบางตำราว่าทรงกลมแรกแกนด์จะยึดติดกับโลหะกลางโดยตรง
ในทรงกลมด้านนอกของการประสานงานบางครั้งเรียกว่าทรงกลมที่สองไอออนอื่น ๆ จะยึดติดกับไอออนเชิงซ้อน เวอร์เนอร์ได้รับรางวัลโนเบลในปีพ. ศ. 2456 จากทฤษฎีการประสานงาน (Introduction to Coordination Chemistry, 2017)
ทฤษฎีการประสานงานนี้ทำให้โลหะทรานซิชันมีความจุสองประเภท: วาเลนซ์แรกกำหนดโดยหมายเลขออกซิเดชันของโลหะและวาเลนซ์อื่น ๆ เรียกว่าเลขโคออร์ดิเนชัน
เลขออกซิเดชันบอกจำนวนพันธะโควาเลนต์ที่สามารถเกิดขึ้นได้ในโลหะ (ตัวอย่างเช่นเหล็ก (II) ก่อให้เกิด FeO) และหมายเลขโคออร์ดิเนชันจะบอกจำนวนพันธะโคออร์ดิเนชันในคอมเพล็กซ์ (ตัวอย่างเช่นเหล็กที่มีโควาเลนต์หมายเลข 4 ก่อให้เกิด-และ2- ) (สารประกอบประสานงาน, 2017).
ในกรณีของโคบอลต์จะมีเลขโคออร์ดิเนชัน 6 นั่นคือเหตุผลว่าทำไมในการทดลองของเวอร์เนอร์เมื่อเติมซิลเวอร์ไนเตรตจะได้ปริมาณซิลเวอร์คลอไรด์ที่จะทำให้โคบอลต์มีเฮกซะโคออร์ดิเนตเสมอ
พันธะโคออร์ดิเนชันของสารประกอบประเภทนี้มีลักษณะเป็นสี
ในความเป็นจริงพวกมันมีหน้าที่รับผิดชอบในการทำสีโดยทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับโลหะ (เหล็กแดงโคบอลต์สีน้ำเงิน ฯลฯ ) และมีความสำคัญสำหรับการทดสอบสเปกโตรโฟโตเมตริกการปล่อยอะตอมและการดูดกลืน (Skodje, SF)
อ้างอิง
- Atkins, PW (2017, 23 มกราคม). พันธะเคมี. กู้คืนจาก britannica.com.
- Clark, J. (2012, กันยายน). Co-ORDINATE (DATIVE COVALENT) การผูกมัด กู้คืนจาก chemguide.co.uk.
- ประสานงานพันธะโควาเลนต์ (SF) กู้คืนจาก chemistry.tutorvista.
- สารประกอบประสานงาน (2560, 20 เมษายน). กู้คืนจาก chem.libretexts.org.
- ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเคมีประสานงาน. (2560, 20 เมษายน). กู้คืนจาก chem.libretexts.org.
- Jack Halpern, GB (2014, 6 มกราคม) สารประกอบประสานงาน กู้คืนจาก britannica.com.
- ชิลเลอร์, M. (SF). ประสานพันธะโควาเลนต์ กู้คืนจาก easychem.com.
- Skodje, K. (SF). ประสานงานพันธะโควาเลนต์: คำจำกัดความและตัวอย่าง กู้คืนจาก study.com.