ما هو الارتباط التساهمي المنسق؟ (مع أمثلة)

ل رابطة تساهمية منسقة أو رابط التنسيق هونوع من الروابط التي توفر فيها إحدى الذرات المرفقة جميع الإلكترونات المشتركة.

في رابطة تساهمية بسيطة ، توفر كل ذرة إلكترونًا إلى الرابطة. من ناحية أخرى ، في رابطة التنسيق ، تسمى الذرات التي تتبرع بالإلكترون لتشكيل رابطة باسم ذرة المانح ، في حين أن الذرة التي تقبل زوج الإلكترونات للانضمام تسمى الذرة المستقبلة (Clark ، 2012).

يتم تمثيل رابطة التنسيق بسهم يبدأ من ذرات المتبرع وينتهي عند ذرة المستقبِل (الشكل 1). في بعض الحالات ، يمكن أن يكون المانح جزيئًا.

في هذه الحالة ، يمكن للذرة الموجودة في الجزيء أن تتبرع بزوج الإلكترونات ، والتي ستكون قاعدة لويس بينما يكون الجزيء ذو القدرة المستقبلة هو حمض لويس (Coordinate Covalent Bond، S.F).

لوصلة التنسيق خصائص مماثلة لوصلة التساهمية البسيطة. عادة ما يكون للمركبات التي تحتوي على هذا النوع من الروابط نقاط انصهار وغليان منخفضة ، مع تفاعل كولومبي غير موجود بين الذرات (على عكس الرابطة الأيونية) والمركبات قابلة للذوبان بشدة في الماء (Atkins، 2017).

بعض الأمثلة على الروابط التساهمية المنسقة

المثال الأكثر شيوعًا لرابطة التنسيق هو أيون الأمونيوم ، الذي يتكون من مزيج من جزيء الأمونيا وبروتون من حمض.

في الأمونيا ، تحتوي ذرة النيتروجين على زوج وحيد من الإلكترونات بعد الانتهاء من الثماني. تبرع بهذا الزوج الانفرادي إلى أيون الهيدروجين ، بحيث تصبح ذرة النيتروجين جهة مانحة. تصبح ذرة الهيدروجين هي المستقبلة (Schiller، S.F.).

مثال آخر شائع للربط dative هو تشكيل أيون hydronium. كما هو الحال مع أيون الأمونيوم ، يعمل زوج الإلكترون الحر لجزيء الماء كمتبرع للبروتون الذي هو المتقبل (الشكل 2).

ومع ذلك ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه بمجرد إنشاء رابط التنسيق ، تكون جميع الهيدروجين المرتبطة بالأكسجين متكافئة تمامًا. عندما يتم كسر أيون الهيدروجين مرة أخرى ، لا يوجد أي تمييز بين أي من الهيدروجين المنطلق.

من الأمثلة الممتازة على تفاعل حمض لويس الأساسي ، والذي يوضح تكوين رابطة إحداثية تساهمية ، هو تفاعل تكوين adon البورون ثلاثي فلوريد مع الأمونيا.

البورون ثلاثي فلوريد هو مركب لا يحتوي على بنية غاز نبيلة حول ذرة البورون. يحتوي البورون على 3 أزواج فقط من الإلكترونات في غلاف التكافؤ ، لذلك يُقال إن BF3 ناقص في الإلكترونات.

يمكن استخدام زوج الإلكترون غير النيتروجين من نيتروجين الأمونيا للتغلب على هذا النقص ، ويتم تشكيل مركب يتضمن رابطة تنسيق.

يتم التبرع بهذا الزوج من النيتروجين إلى المدار الفارغ من البورون. هنا الأمونيا هي قاعدة لويس و BF3 هو حمض لويس.

كيمياء التنسيق

يوجد فرع للكيمياء غير العضوية مخصص حصريًا لدراسة المركبات التي تشكل معادن انتقالية. ترتبط هذه المعادن بالذرات أو الجزيئات الأخرى من خلال روابط التنسيق لتشكيل جزيئات معقدة.

تُعرف هذه الجزيئات باسم مركبات التنسيق والعلم الذي يدرسها يسمى كيمياء التنسيق.

في هذه الحالة ، تُعرف المادة المرتبطة بالمعدن ، والتي ستكون الجهة المانحة للإلكترون ، بالرمز اللين وعادة ما تُعرف مركبات التنسيق باسم المجمعات..

تشتمل مركبات التنسيق على مواد مثل فيتامين B12 ، والهيموغلوبين والكلوروفيل ، والأصباغ والأصباغ ، والمواد الحفازة المستخدمة في إعداد المواد العضوية (Jack Halpern ، 2014).

مثال على أيون معقد سيكون مجمع الكوبالت [Co (NH₂CH₂CH₂NH₂) 2ClNH₃]²⁺  الذي سيكون ثنائي كلورو الأمثيلين ديامين الكوبالت (IV).

نشأت كيمياء التنسيق من أعمال ألفريد فيرنر ، الكيميائي السويسري الذي فحص مركبات مختلفة من كلوريد الكوبالت والأمونيا. بعد إضافة حمض الهيدروكلوريك ، لاحظ فيرنر أنه لا يمكن القضاء على الأمونيا بالكامل. بعد ذلك ، اقترح أن تكون الأمونيا أكثر ارتباطًا بأيون الكوبالت المركزي.

ومع ذلك ، عند إضافة نترات الفضة المائية ، كان أحد المنتجات التي تم تشكيلها كلوريد الفضة الصلب. كانت كمية كلوريد الفضة المتكون مرتبطة بعدد جزيئات الأمونيا المرتبطة بكلوريد الكوبالت (III).

على سبيل المثال ، عندما تمت إضافة نترات الفضة إلى CoCl₃ · 6NH₃, أصبحت كلوريد الثلاثة كلوريد الفضة.

ومع ذلك ، عندما تمت إضافة نترات الفضة إلى CoCl₃ · 5NH₃, شكلت فقط 2 من كلوريد 3 كلوريد الفضة. عندما تم علاج CoCl₃.4NH₃  مع نترات الفضة ، واحد من كلوريد ثلاثة عجلت كلوريد الفضة.

اقترحت الملاحظات الناتجة تشكيل المركبات المعقدة أو التنسيقية. في مجال التنسيق الداخلي ، والذي يشار إليه أيضًا في بعض النصوص باسم المجال الأول ، ترتبط الروابط بروابط مباشرة بالمعادن المركزية.

في المجال الخارجي للتنسيق ، الذي يطلق عليه أحيانًا المجال الثاني ، ترتبط الأيونات الأخرى بالأيون المعقد. حصل فيرنر على جائزة نوبل عام 1913 عن نظريته للتنسيق (مقدمة في كيمياء التنسيق ، 2017).

نظرية التنسيق هذه تجعل الفلزات الانتقالية لها نوعان من التكافؤ: التكافؤ الأول ، يحدده رقم أكسدة المعدن والتكافؤ الآخر المسمى رقم التنسيق.

يوضح رقم الأكسدة عدد الروابط التساهمية التي يمكن تشكيلها في المعدن (مثل الحديد (II) الذي ينتج FeO) ورقم التنسيق يوضح عدد روابط التنسيق التي يمكن تشكيلها في المجمع (على سبيل المثال ، الحديد مع التنسيق رقم 4 ينتج [FeCl₄]^- و [FeCl₄]^2-) (مركبات التنسيق ، 2017).

في حالة الكوبالت ، يحتوي على رقم التنسيق 6. ولهذا السبب دائمًا في تجارب فيرنر ، عند الحصول على نترات الفضة ، يتم دائمًا الحصول على كمية كلوريد الفضة التي ستترك الكوبالت سداسي البروتين..

تتميز روابط التنسيق لهذا النوع من المركبات بكونها ملونة.

في الواقع ، فهي مسؤولة عن التلوين النموذجي المرتبط بمعادن (الحديد الأحمر والكوبالت الأزرق وما إلى ذلك) وهي مهمة في اختبارات الامتصاص الطيفي والانبعاثات الذرية (Skodje، S.F.).

مراجع

1. أتكينز ، ص. (2017 ، 23 يناير). الرابطة الكيميائية. تعافى من britannica.com.
2. كلارك ، جيه (2012 ، سبتمبر). التنسيق (التوثيق النشط) BONDING. تم الاسترجاع من chemguide.co.uk.
3. تنسيق التساهمية بوند. (وس. ف.). تعافى من chemistry.tutorvista.
4. مركبات التنسيق. (2017 ، 20 أبريل). استرجعت dechem.libretexts.org.
5. مقدمة في كيمياء التنسيق. (2017 ، 20 أبريل). تم الاسترجاع من chem.libretexts.org.
6. جاك هالبيرن ، ج. ب. (2014 ، 6 يناير). مجمع التنسيق. تعافى من britannica.com.
7. شيلر ، م. تنسيق التساهمية الرابطة. تعافى من easychem.com.
8. سكودجي ، ك. تنسيق التساهمية بوند: تعريف وأمثلة. تم الاسترجاع من study.com.