Σύμπλοκα
Σύμπλοκα ιόντα ή σύμπλοκα Eνώσεις που αποτελούνται από ένα κεντρικό άτομο ή ιόν μετάλλου συνήθως στοιχείου μεταπτώσεως το οποίο είναι ενωμένο με ένα ή περισσότερα μόρια ή ιόντα. Nobel prize 1913 Τα μόρια ή ιόντα που ενώνονται με το κεντρικό άτομο αναφέρονται ως «συναρμοσμένα προς» το κεντρικό άτομο και αποτελούν τους υποκαταστάτες (ligands, L) του κεντρικού ατόμου. Οι υποκαταστάτες του κεντρικού ατόμου περιβάλλουν αυτό.
Παραδείγματα συμπλόκων
Συνέπεια συμπλοκοποίησης Tα σύμπλοκα συμπεριφέρονται ως νέες «αυτοδύναμες» ενώσεις με δικές τους χαρακτηριστικές ιδιότητες, διαφορετικές από τις ιδιότητες του κεντρικού ατόμου και των υποκαταστατών..prussian blue (K 4 Fe(CN) 6 ) vs Fe(CN) 2
Σύμπλοκα: Ο τρόπος διάταξης των υποκαταστατών επηρεάζει τις ιδιότητες
Σύμπλοκες ενώσεις Σύμπλοκες ενώσεις ή ενώσεις συναρμογής: Ονομάζονται οι ουδέτερες ενώσεις οι οποίες είτε είναι ουδέτερα σύμπλοκα είτε αποτελούνται από σύμπλοκα ανιόντα ή κατιόντα ενωμένα αντίστοιχα με κατιόντα ή ανιόντα ή ρίζες (με τα αντισταθμιστικά ιόντα τους). Σύμπλοκη ένωση Οξύ Βάση Άλας Ουδέτερο H 2 [PtCl 6 ] [Co(NH 3 ) 6 ](OH) 3 [Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 Co(NH 3 ) 3 (NO 2 ) 3, NiCO 4
Δεσμοί στα σύμπλοκα Μ = Oξύ Lewis, δέκτης ζεύγους e-. L = Bάση Lewis, δότης ζεύγους e-, πχ CN -, Cl -, H 2 O, NH 3. Φύση δεσμού L Μ (α) Θεωρία δεσμού σθένους (β) Θεωρία κρυσταλλικού πεδίου (γ) Θεωρία πεδίου υποκαταστατών (δ) Θεωρία μοριακών τροχιακών Θεωρία δεσμού σθένους: τα κεντρικά άτομα ή ιόντα έχουν κενά s ή p τροχιακά ή κενά ή ημισυμπληρωμένα 3d τα οποία με τα κενά 4s ή 4p υβριδοποιούνται προς sp, sp 3, dsp 2, d 2 sp. Τα τροχιακά αυτά δέχονται ασύζευκτα e- από τους L σχηματίζοντας ημιπολικό δεσμό. Αριθμός συναρμογής: ο αριθμός των δεσμών που μπορεί να σχηματίσει το μέταλλο με τους L.
Δεσμοί στα σύμπλοκα Θεωρία VBT Βe 1S 2 2S 2 2p 0 [Βe(H 2 O) 4 ] 2+ Βe 1S 2 2S 2 2p 0 Βe 2+ sp 3 [Βe(H 2 O) 4 ] 2+ sp 3 H 2 O
Δεσμοί στα σύμπλοκα Θεωρία VBT Co [Ar] 3d 7 4s 2 4p 0 4d 0 Co 3+ [Ar] 3d 6 4s 0 4p 0 4d 0 3d 4s 4p 4d Co Co 3+ [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ [CoF 6 ] 3
Αριθμός Υβριδισμός Σχήμα συναρμογής 2 sp Γραμμικό 4 sp 3 Τετραεδρικό 4 dsp 2 Τετραγωνικό εραγω 5 (σπάνια) dsp 3 Τετραγωνική πυραμίδα 6 d 2 sp 3 Οκταεδρικό
Χηλικές ενώσεις Μονοδότης ή μονοδραστικός L: σύνδεση με Μ μέσω ενός ατόμου ιδότης ή διδραστικός L: σύνδεση με Μ μέσω δύο ατόμου Τριδότης, τετραδότης κλπ (πολυδραστικοί) NH 2 CH 2 NH 2 CH 2 C O CH 2 CH 2 C NH2 CH 2 NH 2 O Αιθυλενοδιαμίνη Τριμεθυλενοδιαμίνη Οξαλικό ιόν Τα άτομα δότες πολλές φορές (εάν βρίσκονται σε κατάλληλη απόσταση μεταξύ τους) μπορούν να συνδεθούν με το ίδιο κεντρικό άτομο σχηματίζοντας δακτύλιο που ονομάζεται ΧΗΛΙΚΟΣ δακτύλιος. Χηλικές ενώσεις ή χηλικά σύμπλοκα = σύμπλοκα με χηλικό δακτύλιο (πολύ σταθερά σύμπλοκα) O O - O - -OOC -OOC H 2 C CH 2 COO - N-CH 2 -CH 2 -N 2 2 H 2 C CH 2 EDTA COO -
Μέταλλο-Glycine Μέταλλο-ΕDTA
Εφαρμογές: Σε οικιακά υλικά Αποσκλήρυνση νερού πλύσης: Συμπλοκοποίηση των Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+, Fe 3+ με διάφορους L (πχ τριφωσφορικό ρφ φ ρ νάτριο) ) Το τριφωσφορικό νάτριο είναι ένα από τα κύρια πρόσθετα των συνθετικών απορρυπαντικών (επιβάρυνση υδάτων) O O O _ Na + O P O P O P _ O Na + O _ Na + _ O Na + O _ Na +
Εφαρμογές: Σε τρόφιμα ΕDTA: πρόσθετο τροφίμων (πχ μαγιονέζα) ) για τη δέσμευση μεταλλικών ιόντων τα οποία δρούν ως θρομβωτικά και καταστρέφουν την κολλοειδή σύσταση του τροφίμου. -OOC-H 2 C -OOC-H 2 C N-CH 2 -CH 2 -N CH 2-COO - CH 2 -COO - Χηλικά μέταλλα: Στα καταστήματα τροφίμων υπάρχουν σκευάσματα Fe, Mg, Cu, Zn υπό μορφή οργανικών συμπλόκων για να διατηρούνται ευδιάλυτα και να απορροφώνται εύκολα από το πεπτικό σύστημα.
Εφαρμογές: Σε βιοχημεία, βιολογία Κάποια μεταλλικά στοιχεία είναι απαραίτητα για τη ζωή ενώ μερικά άλλα είναι δηλητηριώδη. Κάποια άλλα είναι απαραίτητα σε μικρές ποσότητες ενώ σε υψηλές δόσεις γίνονται τοξικά (Cu, Se, As). Όλα αυτά μεταφέρονται στον οργανισμό μέσω συμπλόκων ενώσεων τους. Κάποια στοιχεία μεταπτώσεως (Fe, Zn, Cu, Mn κλπ) φέρονται στον οργανισμό ως σύμπλοκα με πρωτεΐνες (μεταλλοένζυμα) τα οποία καταλύουν ζωτικές βιοχημικές αντιδράσεις. Πορφυρίνες ρ Αίμη Χλωροφύλλη α Κοβαλαμίνη (Β12)
Β12 αίμη
Μεταλλοπρωτεΐνες, μεταλλοένζυμα
ΓΕΩΠΟΝΙΑ * Απορρόφηση μεταλλικών ιόντων από φυτά ως σύμπλοκα με χουμικά οξέα. Χλώρωση: κιτρίνισμα φύλλων πορτοκαλιάς, έλλειψη Fe. λίπασμα χηλικού σιδήρου * Χηλικές ενώσεις ως φυτοφάρμακα (παρασιτοκτόνα, μικροβιοκτόνα, μυκητοκτόνα) ΦΑΡΜΑΚΟΛΟΓΙΑ ** ΒΑL (Βritish Anti Lewisite): σε δηλητηριάσεις από As, Hg, Bi, Sb, Th, Te, Cr. ClCH=CHAsClCHAsCl 2 Lewisite BAL CH 2 -CH-CH 2 HS SH SH ** Κάποια Αντιϋπερτασικά δέσμευση Cd που ενοχοποιείται για υπέρταση. Cd δεν υπάρχει ουσιαστικά στον οργανισμό αλλά λαμβάνεται από σκεύη, αναπνοή κλπ (συνοδεύει Zn) ** Σύμπλοκα Pt ως αντικαρκινικά ([Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ]) και άλλες δράσεις