ลิงค์โควาเลนต์ประสานงานคืออะไร? (พร้อมตัวอย่าง)

 พันธะโควาเลนต์แบบประสาน หรือลิงค์ประสานงานคือชนิดของพันธะที่อะตอมที่ยึดติดอยู่นั้นให้อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันทั้งหมด.

ในพันธะโควาเลนต์ง่าย ๆ อะตอมแต่ละตัวจะส่งอิเล็กตรอนไปยังพันธะ ในทางตรงกันข้ามในพันธะประสานงานอะตอมที่บริจาคอิเล็กตรอนในรูปแบบพันธะเรียกว่าอะตอมผู้บริจาคในขณะที่อะตอมที่รับอิเล็กตรอนคู่เข้าร่วมเรียกว่าอะตอมตัวรับ (Clark, 2012).

พันธะประสานงานจะแสดงด้วยลูกศรที่เริ่มต้นจากอะตอมผู้บริจาคและสิ้นสุดที่อะตอมตัวรับ (รูปที่ 1) ในบางกรณีผู้บริจาคอาจเป็นโมเลกุล.

ในกรณีนี้อะตอมในโมเลกุลสามารถบริจาคคู่ของอิเล็กตรอนซึ่งจะเป็นฐานของลูอิสในขณะที่โมเลกุลที่มีความสามารถในการรับจะเป็นกรดลูอิส (Coordinate Covalent Bond, S.F. ).

ลิงค์ประสานงานมีลักษณะคล้ายกับลิงค์โควาเลนต์อย่างง่าย สารประกอบที่มีพันธะประเภทนี้มักจะมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำโดยมีปฏิกิริยาคูลอมบิกระหว่างอะตอม (เมื่อเทียบกับพันธะไอออนิก) และสารประกอบละลายได้ในน้ำ (Atkins, 2017).

ตัวอย่างของพันธะโควาเลนต์ที่มีการประสานกัน

ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดของพันธะประสานงานคือแอมโมเนียมไอออนซึ่งเกิดจากการรวมกันของโมเลกุลของแอมโมเนียและโปรตอนจากกรด.

ในแอมโมเนียอะตอมของไนโตรเจนมีอิเล็กตรอนคู่เดียวหลังจากทำออคเต็ตเสร็จ บริจาคคู่โดดเดี่ยวนี้ให้กับไฮโดรเจนไอออนดังนั้นอะตอมไนโตรเจนจึงกลายเป็นผู้บริจาค อะตอมไฮโดรเจนกลายเป็นตัวรับ (Schiller, S.F. ).

อีกตัวอย่างทั่วไปของการเชื่อมโยงรกคือการก่อตัวของ hydronium ไอออน เช่นเดียวกับแอมโมเนียมอิออนคู่อิเล็กตรอนอิสระของโมเลกุลน้ำทำหน้าที่เป็นผู้บริจาคให้กับโปรตอนที่เป็นตัวรับ (รูปที่ 2).

อย่างไรก็ตามจะต้องคำนึงถึงว่าเมื่อมีการสร้างการเชื่อมโยงประสานงานแล้วไฮโดรเจนทุกชนิดที่ผูกกับออกซิเจนนั้นมีค่าเทียบเท่า เมื่อไฮโดรเจนไอออนแตกอีกจะไม่มีการแยกแยะระหว่างที่ปล่อยไฮโดรเจน.

ตัวอย่างที่ดีของปฏิกิริยากรดเบสลูอิสซึ่งแสดงให้เห็นถึงการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์ประสานงานคือการสร้างปฏิกิริยาของโบรอนไตรฟลูออไรด์ adduct กับแอมโมเนีย.

โบรอนไตรฟลูออไรด์เป็นสารประกอบที่ไม่มีโครงสร้างของก๊าซชั้นสูงรอบอะตอมโบรอน โบรอนมีอิเล็กตรอนเพียง 3 คู่ในเปลือกวาเลนซ์ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่า BF3 นั้นขาดอิเล็กตรอน.

แอมโมเนียไนโตรเจนที่ไม่ได้ใช้คู่อิเล็กตรอนสามารถใช้เพื่อเอาชนะการขาดธาตุนั้นและสารประกอบที่เกิดขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับพันธะการประสานงาน.

ไนโตรเจนอิเล็กตรอนคู่นั้นจะถูกส่งไปยังวงว่างของโบรอน ที่นี่แอมโมเนียคือฐานของ Lewis และ BF3 เป็นกรดของ Lewis.

เคมีการประสานงาน

มีสาขาเคมีอนินทรีย์ที่อุทิศให้กับการศึกษาสารประกอบที่เป็นโลหะทรานซิชันโดยเฉพาะ โลหะเหล่านี้จับกับอะตอมหรือโมเลกุลอื่น ๆ ผ่านพันธะประสานงานเพื่อสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อน.

โมเลกุลเหล่านี้เรียกว่าสารประกอบประสานงานและวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาพวกเขาเรียกว่าเคมีประสานงาน.

ในกรณีนี้สารที่ติดอยู่กับโลหะซึ่งจะเป็นผู้บริจาคอิเลคตรอนเรียกว่าแกนด์และโดยทั่วไปแล้วสารประกอบประสานงานจะเรียกว่าคอมเพล็กซ์.

สารประกอบประสานงาน ได้แก่ สารต่างๆเช่นวิตามินบี 12 เฮโมโกลบินและคลอโรฟิลล์สีย้อมและเม็ดสีและตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในการเตรียมสารอินทรีย์ (Jack Halpern, 2014).

ตัวอย่างของไอออนเชิงซ้อนจะเป็นโคบอลต์คอมเพล็กซ์ [Co (NH)₂CH₂CH₂NH₂) 2ClNH₃]²⁺  ซึ่งจะเป็น dichloroaminethylene diamine cobalt (IV).

เคมีการประสานงานเกิดขึ้นจากการทำงานของ Alfred Werner นักเคมีชาวสวิสซึ่งตรวจสอบสารประกอบต่าง ๆ ของโคบอลต์ (III) คลอไรด์และแอมโมเนีย หลังจากเติมกรดไฮโดรคลอริกแล้วเวอร์เนอร์พบว่าแอมโมเนียไม่สามารถกำจัดได้อย่างสมบูรณ์ จากนั้นเขาเสนอว่าแอมโมเนียน่าจะถูกพันธะกับโคบอลต์ไอออนที่แน่นมากขึ้น.

อย่างไรก็ตามเมื่อเติมซิลเวอร์ไนเตรทในน้ำผลิตภัณฑ์หนึ่งที่เกิดขึ้นคือคลอไรด์เงินที่เป็นของแข็ง ปริมาณของคลอไรด์สีเงินที่เกิดขึ้นนั้นสัมพันธ์กับจำนวนของโมเลกุลแอมโมเนียที่จับกับโคบอลต์ (III) คลอไรด์.

ตัวอย่างเช่นเมื่อเพิ่มซิลเวอร์ไนเตรตใน CoCl₃ · 6NH₃, คลอไรด์ทั้งสามกลายเป็นซิลเวอร์คลอไรด์.

อย่างไรก็ตามเมื่อเพิ่มซิลเวอร์ไนเตรทใน CoCl₃ · 5NH₃, เพียง 2 ใน 3 ของคลอไรด์ที่เกิดขึ้นซิลเวอร์คลอไรด์ เมื่อได้รับการปฏิบัติ CoCl₃.4NH₃  ซิลเวอร์ไนเตรตหนึ่งในสามคลอไรด์ตกตะกอนเป็นซิลเวอร์คลอไรด์.

ผลจากการสำรวจชี้ให้เห็นการก่อตัวของสารประกอบเชิงซ้อนหรือเชิงพิกัด ในขอบเขตของการประสานงานภายในซึ่งถูกอ้างถึงในบางตำราว่าเป็นทรงกลมแรกแกนด์นั้นเชื่อมโยงโดยตรงกับโลหะกลาง.

ในขอบเขตด้านนอกของการประสานงานบางครั้งเรียกว่าทรงกลมที่สองไอออนอื่น ๆ จะถูกผูกกับไอออนเชิงซ้อน เวอร์เนอร์ได้รับรางวัลโนเบลในปี 1913 จากทฤษฎีการประสานงานของเขา (Introduction to Coordination Chemistry, 2017).

ทฤษฎีการประสานงานนี้ทำให้โลหะทรานซิชันมีสองประเภทของวาเลนซ์: วาเลนซ์แรกถูกกำหนดโดยหมายเลขออกซิเดชันของโลหะและวาเลนซ์อื่นที่เรียกว่าหมายเลขการประสานงาน.

หมายเลขออกซิเดชันบอกจำนวนพันธบัตรโควาเลนต์ที่สามารถเกิดขึ้นได้ในโลหะ (เช่นเหล็ก (II) สร้าง FeO) และหมายเลขประสานงานบอกจำนวนพันธบัตรประสานงานที่สามารถเกิดขึ้นได้ในคอมเพล็กซ์ (เช่นเหล็กที่มีหมายเลขประสานงาน 4 ผลิต [FeCl₄]^- และ [FeCl₄]^2-) (สารประกอบประสานงาน, 2017).

ในกรณีของโคบอลต์มันมีหมายเลขประสานงาน 6 นั่นคือเหตุผลที่ในการทดลองของเวอร์เนอร์เมื่อทำการเพิ่มซิลเวอร์ไนเตรตปริมาณของคลอไรด์สีเงินที่จะออกจากโคบอลต์ hexacoordinated มักจะได้รับเสมอ.

ลิงค์ประสานงานของสารประกอบประเภทนี้มีลักษณะเป็นสี.

ในความเป็นจริงพวกเขามีความรับผิดชอบในการทำสีโดยทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับโลหะ (เหล็กสีแดง, โคบอลต์สีน้ำเงินและอื่น ๆ ) และมีความสำคัญสำหรับการดูดซับสเปกโทรโฟโตเมตริกและการทดสอบการปล่อยอะตอม (Skodje, S.F. ).

การอ้างอิง

1. Atkins, P. W. (2017, 23 มกราคม) พันธะเคมี กู้คืนจาก britannica.com.
2. Clark, J. (2012, กันยายน) CO-ORDINATE (DATIVE COVALENT) พันธบัตร สืบค้นจาก chemguide.co.uk.
3. ประสานงานโควาเลนต์บอนด์ ( S.F. ) กู้คืนจากเคมี.tutorvista.
4. สารประกอบประสานงาน (2017, 20 เมษายน) กู้คืน dechem.libretexts.org แล้ว.
5. เคมีเชิงพิกัดเบื้องต้น. (2017, 20 เมษายน) สืบค้นจาก chem.libretexts.org.
6. Jack Halpern, G. B. (2014, 6 มกราคม) สารประกอบประสานงาน กู้คืนจาก britannica.com.
7. Schiller, M. (S.F. ) ประสานงานพันธะโควาเลนต์ กู้คืนจาก easychem.com.
8. Skodje, K. (S.F. ) ประสานงานโควาเลนท์บอนด์: นิยาม & ตัวอย่าง ดึงมาจาก study.com.