Ligand

I kompleks kjemi (så vel som i metallorganisk kjemi og bioinorganics ) en ligand (lat. Ligare = "å binde") er et atom eller molekyl som binder seg til en sentral metallioner via en koordinerende binding (utdatert også "dativ binding") ( "koordinere"). Den koordinerende bindingen kommer gjennom Lewis-karakteren til de involverte bindingspartnerne: I mange komplekser er ligandene Lewis-baser (elektronpar-donorer) og metallionene er Lewis-syrer (elektronpar-akseptorer).

Det spesielle ved den koordinative bindingen er at (i motsetning til den klassiske kovalente bindingen) begge bindingselektronene blir gjort tilgjengelig av liganden eller metallionet. Komplekse forbindelser er for eksempel det røde blodlutssaltet (kaliumheksacyanidoferrat (III) ), hvor det sentrale jern (III) ionet er omgitt av seks ligander, i dette tilfellet cyanidioner .

Protoporfyrin IX som en ligand for jernioner i hem b .

Eksempler fra bioinorganiske stoffer er hem og klorofyll : her fungerer de fire nitrogenatomene i porfyrin- rammen som en multidentat ligand for det sentrale jern- eller magnesiumionet .

Beskrivelsen av metall-ligandbindingen som en rent donasjonsbinding er veldig enkel. Spesielt i tilfelle av tunge overgangsmetallioner, bindingene har vanligvis et høyt klassisk kovalent innhold (for eksempel i tilfelle av hydrid- ligander). Avspilling av donasjonseffekter fra metallet til ligand er ofte en avgjørende rolle i bindingsstyrken ( bindingsenergi ). Dette er tilfelle med mange ligander med π-systemer , siden metallsentrene kan skifte elektrontetthet inn i π * orbitalene; Eksempler på slike ligander er CO , hvis komplekser kalles metallkarbonyler og eten .

I henhold til CBC-formalismen kan ligander klassifiseres som L-, X- eller Z-typer. L-ligander gir et par elektroner for binding. Dette er Lewis-baser som fosfaner eller karbonylmolekylet . Derimot kan nøytralt ladede X-ligander bare gi ett elektron for bindingen til det sentrale atomet, og det er grunnen til at det kreves ett elektron fra metallatomet for bindingen. Eksempler på ligander av denne typen er klorido- eller cyanatliganden. På den annen side, hvis liganden er en Lewis-syre, klassifiseres den som en Z-type ligand. Disse er elektronfattige forbindelser slik som AlCl 3 eller BR 3 , slik at to elektroner må være gitt av metallatom for bindingen.

I organometallisk kjemi har ligander alltid blitt brukt for å holde aktive metallsentre stabile i løsning og for å forhindre at de agglomererer til metalliske kolloider ( nanopartikler ). Disse løselige metallkompleksene kan optimaliseres til høyaktive katalysatorer for homogen katalyse ved passende valg av ligandenes elektroniske og steriske egenskaper .

Se også

weblenker

Individuelle bevis

  1. ↑ James E. Huheey, Ellen A. Keiter, Richard L. Keiter: Inorganische Chemie . Red.: Ralf Steudel . 5. utgave. de Gruyter, Berlin / Boston 2014, ISBN 978-3-11-030433-6 , 11.5, pp. 450-451 .