금속-리간드 결합

혈액내 헤모글로빈, 녹색 식물의 엽록소, 비타민 B-12 및 폴리에틸렌 제조에 사용되는 촉매는 모두 조정 화합물을 함유하고 있다. 금속의 이온, 특히 전이 금속은 복합체를 형성할 가능성이 높습니다.

이러한 복합체에서, 전이 금속은 결합내전자(Lewis base)가 전자 수용체(Lewis acid)에 기증자(Lewis base)에 의해 기여하는 일종의 루이스 산-염기 상호작용인 좌표 공유 결합을 형성한다. 종종 중앙 금속 이온 (또는 원자)이라고 하는 조정 복합체의 루이스 산은 전이 금속 또는 내부 전이 금속입니다. 리간드라고 불리는 루이스 기본 기증자는 원자, 분자 또는 이온과 같은 다양한 화학 물질이 될 수 있습니다. 유일한 요구 사항은 중앙 금속에 기증 될 수있는 하나 이상의 전자 쌍을 가지고 있다는 것입니다. 대부분의 경우, 이것은 금속에 좌표 결합을 형성할 수 있는 전자의 외로운 쌍을 가진 기증자 원자를 관련시킵니다. 조정 구는 중앙 금속 이온 또는 원자와 부착 된 리간드로 구성됩니다. 수식의 괄호는 협응구를 둘러싸고 있습니다. 브래킷 외부의 종은 조정 구의 일부가 아닙니다.

리간드는 단 하나의 원자를 통해 중앙 금속과 연결할 때 “원 톱니”에 대한 그리스어에서 단조롭습니다. 여기서 리간드의 수와 조정 번호는 동일합니다. NH_3,Cl⁻및 H₂O와 같은 기증자 원자 가있는 리간드는 모노덴테이트 리간드입니다. 다른 많은 리간드들은 더 복잡한 방식으로 금속과 조화를 이시합니다.

비덴테이트 리간드는 두 개의 원자가 금속 중심과 조화를 이루는 것입니다. 예를 들어, 에틸렌디아민(en, H₂NCH₂CH 2 NH_2)은2개의 질소 원자를 함유하고 있으며, 각각은 고독한 쌍을 가지고 있으며 루이스 베이스로 작용할 수 있다(도 1a). 두 원자 모두 단일 금속 중심으로 조정할 수 있습니다. 복합체 [Co(co))3] ^3+에서,3개의 비덴테이트 엔 리간드가 있고, 코발트(III) 이온의 조정 수는 6(도 1b)이다. 가장 일반적인 조정 번호는 2개, 4개, 6개이지만 1에서 15까지의 모든 조정 번호의 예가 알려져 있습니다.

그림 1. (a) 에틸렌디아민(en)에는 각각 고독한 쌍으로 두 개의 질소 원자가 들어 있으며, 이는 금속 이온과 조화를 이수합니다. (b) 3개의 비덴테이트 en 리간드가 단일 코발트 이온과 조화를 이시합니다.

하나 이상의 기증자 원자에 의해 중앙 금속 이온에 결합하는 모든 리간드는 하나 이상의 결합으로 금속 센터에 물릴 수 있기 때문에 폴리덴테이트 리간드 (또는 “많은 치아”)입니다. 용어 “발톱”에 대 한 그리스에서 chelate 또한 상호 작용의이 유형을 설명 하는 데 사용 됩니다. 많은 폴리덴테이트 리간드는 리간드를 첼링하고 있으며, 이들 리간드 중 하나 이상과 중앙 금속으로 구성된 복합체는 킬레이트입니다. 킬라팅 리간드(chelating) 에이전트라고도 합니다. 킬라팅 리간드가 게의 발톱처럼 금속 이온을 들고 대리석을 쥐고 있다. 폴리덴테이트 리간드는 때때로 리간드의 기증자 원자 수를 나타내는 접두사로 식별됩니다. 헤모글로빈의 헴 복합체는 또 다른 중요한 예입니다(그림 2). 그것은 철에 조정 하는 4 개의 기증자 원자와 폴리 덴 테이트 리간드를 포함.

그림 2: 단일 리간드 헴에는 헤모글로빈에서 철을 조정하여 체레이트를 형성하는 4개의 질소 원자가 포함되어 있습니다.

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 제 19.2 전환 금속의 조정 화학에서 적응된다.