Samhæfingarefnafræði

Samhæfingarsamband hefur miðlægt málmatóm eða málmjón bundið bindlum sem gefa rafeindapör til málmsins. Formúla í hornklofa felur mikla byggingu; lesa þarf sérstaklega málminn, hleðslur bindla, samhæfingartölu og formlegt oxunarstig málms.

Málmur, bindlar og samhæfingartala

Bindill tengist með einu eða fleiri gjafaatómum. NH₃ og H₂O eru algengir hlutlausir bindlar, Cl⁻ og CN⁻ neikvætt hlaðnir. Tvítenntur etýlendíamín-bindill (en) notar tvö gjafaatóm.

Samhæfingartala telur gjafaatómin sem tengjast málminum beint, ekki einfaldlega fjölda bindilsameinda. [M(en)₃] hefur því þrjá bindla en samhæfingartölu 6.

Samhæfingartala telur gjafaatóm í beinum tengjum við málminn; ein- og tvítenntir bindlar teljast því ólíkt.

Oxunarstig finnst með hleðslubókhaldi

Leggðu saman hleðslur bindla og óþekkt oxunarstig málms þannig að summan verði heildarhleðsla fléttunnar. Í [Fe(CN)₆]⁴⁻ gefa sex CN⁻ samtals −6, svo Fe verður +2.

Oxunarstig er formlegt rafeindabókhald en ekki sama og mæld hlutahleðsla á atómi. Það er samt mjög gagnlegt fyrir rafeindaskipan, oxunar-afoxunarhvarf og nafngiftir.

Bindilsvið hefur áhrif á lit og seguleiginleika

Bindlar kljúfa orku d-svigrúma málmjónar. Gleypni sýnilegs ljóss milli slíkra stiga getur látið eftirstandandi ljós hafa andstæðan lit. Klofnunin fer eftir málmi, oxunarstigi, rúmfræði og bindli.

Fjöldi óparaðra d-rafeinda hefur áhrif á seguleiginleika. Sterkara bindilsvið getur í sumum d-skipunum ýtt undir pörun en veikara svið skilið eftir fleiri óparaðar rafeindir.

Bindilsvið klýfur d-svigrúm í orkustig og getur breytt bæði ljósupptöku og fjölda óparaðra rafeinda.

Hverfur og kelat-áhrif sýna að rúmfræði skiptir máli

Sama efnasamsetning getur haft mismunandi rúmfræðilega röðun. Cis/trans-hverfur verða þegar bindlar geta verið hlið við hlið eða andspænis. Ljósvirkar hverfur geta verið spegilmyndir sem ekki falla saman.

Margtenntir bindlar mynda hringi með mörgum tengipunktum við sama málm. Kelat-áhrif gera slíkar fléttur oft stöðugri en sambærilegar fléttur með eintennum bindlum, meðal annars vegna óreiðu og margra tengipunkta.

Leyst dæmi

1. [Co(NH₃)₆]³⁺

Hver er samhæfingartala og oxunarstig Co?

Lausn

Sex NH₃ tengjast með einu N hvert, svo samhæfingartala er 6. NH₃ er hlutlaust og Co því +3.

2. [Fe(CN)₆]⁴⁻

Finndu oxunarstig Fe.

Lausn

x + 6(−1) = −4, þannig að x = +2.

3. [M(en)₃]ⁿ⁺

Af hverju er samhæfingartalan 6 en ekki 3?

Lausn

Hver en-bindill er tvítenntur og gefur tvö gjafaatóm. Þrír bindlar gefa 3×2 = 6 málm–gjafa tengi.

Þegar oxunarstig málms er þekkt má oft áætla d-rafeindafjölda út frá rafeindaskipan hlutlausa atómsins og réttri röð rafeindafjarlægingar. Þannig tengist formlegt hleðslubókhald seguleiginleikum. Háspuna- eða lágspunaástand má þó ekki ákveða út frá nafni bindils einum; rúmfræði, d-skipan og samkeppni milli bindilsviðsklofnunar og pörunarorku rafeinda skipta einnig máli.