Ang isang covalent coordinate bond o koordinasyon na bono ay isang uri ng bono kung saan ang isa sa mga naka-attach na mga atom ay nagbibigay ng lahat ng mga nakabahaging elektron.
Sa isang simpleng covalent bond, ang bawat atom ay nagbibigay ng isang elektron sa bono. Sa kabilang banda, sa isang koordinasyong bono, ang mga atomo na nagbibigay ng elektron upang makabuo ng isang bono ay tinatawag na donor atom, habang ang atom na tumatanggap ng pares ng mga electron na sumali ay tinatawag na acceptor atom (Clark, 2012).
Figure 1: representasyon ng isang coordination bond sa pagitan ng donor atom (N) at ang acceptor (H).
Ang isang bono ng koordinasyon ay kinakatawan ng isang arrow na nagsisimula mula sa mga atom ng donor at nagtatapos sa atom ng acceptor (Larawan 1). Sa ilang mga kaso, ang donor ay maaaring maging isang molekula.
Sa kasong ito, ang isang atom sa molekula ay maaaring magbigay ng pares ng elektron, na magiging base ng Lewis, samantalang ang molekula na may katanggap-tanggap na kapasidad ay ang Lewis acid (Coordinate Covalent Bond, SF).
Ang isang koordinasyon na bono ay may mga katangian na katulad sa isang simpleng covalent bond. Ang mga komposisyon na mayroong ganitong uri ng bono sa pangkalahatan ay may isang mababang pagtunaw at punto ng kumukulo, na may hindi umiiral na pakikipag-ugnay ng coulombic sa pagitan ng mga atomo (hindi katulad ng ionic bond) at ang mga compound ay napaka natutunaw sa tubig (Atkins, 2017).
Ang ilang mga halimbawa ng mga coordinate ng covalent bond
Ang pinaka-karaniwang halimbawa ng isang koordinasyong bono ay ang ammonium ion, na nabuo sa pamamagitan ng pagsasama ng isang molekula ng ammonia at isang proton mula sa isang acid.
Sa ammonia, ang nitrogen atom ay may nag-iisang pares ng mga electron pagkatapos makumpleto ang octet. I-donate ang nag-iisang pares na ito sa hydrogen ion, kaya ang nitrogen atom ay nagiging isang donor. Ang hydrogen atom ay nagiging acceptor (Schiller, SF).
Larawan 2: representasyon ng bono ng koordinasyon ng hydronium ion.
Ang isa pang karaniwang halimbawa ng isang dative bond ay ang pagbuo ng hydronium ion. Tulad ng ammonium ion, ang libreng pares ng elektron ng molekula ng tubig ay nagsisilbing isang donor sa proton na ang tumanggap (Larawan 2).
Gayunpaman, dapat itong tandaan na kapag naitatag ang koordinasyong bono, ang lahat ng mga hydrogens na nakakabit sa oxygen ay eksaktong katumbas. Kapag bumagsak muli ang isang hydrogen ion, walang diskriminasyon sa pagitan ng alin sa mga hydrogens ay pinakawalan.
Ang isang mahusay na halimbawa ng isang reaksyon na base sa acid ng Lewis, na naglalarawan ng pagbuo ng isang coordinate covalent bond, ay ang reaksyon ng pagbuo ng boron trifluoride na may ammonia.
Ang Boron trifluoride ay isang compound na walang isang marangal na istraktura ng gas sa paligid ng boron atom. Ang Boron ay mayroon lamang 3 pares ng mga electron sa valence shell nito kaya ang BF3 ay sinasabing kakulangan ng elektron.
Ang hindi natukoy na pares ng elektron ng ammonia nitrogen ay maaaring magamit upang mapagtagumpayan ang kakulangan na iyon, at ang isang compound ay nabuo na nagsasangkot ng isang koordinasyon na bono.
Larawan 3: Pag-akit sa pagitan ng molekulang boron trifluoride at ammonia.
Ang pares ng mga electron na mula sa nitrohen ay ibinibigay sa walang laman na orbital ng boron. Narito ang ammonia ang base ng Lewis at ang BF3 ay ang Lewis acid.
Kimika ng koordinasyon
Mayroong isang sangay ng hindi organikong kimika na nakatuon ng eksklusibo sa pag-aaral ng mga compound na bumubuo ng mga metal na paglipat. Ang mga metal na ito ay sumali sa iba pang mga atom o molekula sa pamamagitan ng mga bono ng koordinasyon upang mabuo ang mga kumplikadong molekula.
Ang mga molekulang ito ay kilala bilang mga koordinasyon ng koordinasyon at ang agham na nag-aaral sa kanila ay tinatawag na kimiko na koordinasyon.
Sa kasong ito, ang sangkap na nakagapos sa metal, na kung saan ay magiging donor ng elektron, ay kilala bilang isang ligand at koordinasyon na mga compound ay karaniwang kilala bilang mga kumplikado.
Kasama sa mga compound ng koordinasyon ang mga sangkap tulad ng bitamina B12, hemoglobin at chlorophyll, dyes at pigment, at mga catalyst na ginamit sa paghahanda ng mga organikong sangkap (Jack Halpern, 2014).
Ang isang halimbawa ng isang komplikadong ion ay ang kobalt 2+ complex, na magiging dichloroaminenethylenediamine cobalt (IV).
Ang koordinasyong kimika ay lumago mula sa gawain ni Alfred Werner, isang Swiss chemist na sinuri ang iba't ibang mga compound ng cobalt (III) chloride at ammonia. Matapos ang pagdaragdag ng hydrochloric acid, natagpuan ni Werner na ang ammonia ay hindi maaaring ganap na matanggal. Pagkatapos ay iminungkahi niya na ang ammonia ay dapat na mas malapit na nakagapos sa gitnang cobalt ion.
Gayunpaman, kapag idinagdag ang isang tubig na pilak na nitrate, ang isa sa mga produkto na nabuo ay solid pilak na klorido. Ang halaga ng pilak na klorido na nabuo ay nauugnay sa bilang ng mga molekula ng ammonia na nakatali sa kobalt (III) klorido.
Halimbawa, kapag ang pilak nitrayd ay naidagdag sa CoCl 3 · 6NH 3 , lahat ng tatlong mga klorido ay na-convert sa pilak na klorido.
Gayunpaman, kapag ang pilak nitrayd ay naidagdag sa CoCl 3 · 5NH 3 , 2 lamang sa 3 chlorides ang nabuo ng pilak na klorido. Kapag ang CoCl 3 .4NH 3 ay ginagamot ng pilak nitrayd, ang isa sa tatlong mga klorido na tumubo bilang pilak na klorido.
Ang mga nagreresultang mga obserbasyon ay iminungkahi ang pagbuo ng mga kumplikado o koordinasyon na mga compound. Sa panloob na globo ng koordinasyon, na tinukoy din sa ilang mga teksto bilang ang unang globo, ang mga ligand ay direktang nakadikit sa gitnang metal.
Sa panlabas na globo ng koordinasyon, kung minsan ay tinatawag na pangalawang globo, ang iba pang mga ion ay naka-attach sa kumplikadong ion. Si Werner ay iginawad ng Nobel Prize noong 1913 para sa kanyang teorya ng koordinasyon (Panimula sa Coordination Chemistry, 2017).
Ang teoryang koordinasyong ito ay gumagawa ng mga metal na paglipat ay may dalawang uri ng valence: ang unang valence, na tinutukoy ng bilang ng oksihenasyon ng metal, at ang iba pang valence na tinatawag na bilang ng koordinasyon.
Ang bilang ng oksihenasyon ay nagsasabi kung gaano karaming mga covalent bond ang maaaring mabuo sa metal (halimbawa ang iron (II) ay gumagawa ng FeO) at ang bilang ng koordinasyon ay nagsasabi kung gaano karaming mga koordinasyong bono ang maaaring mabuo sa kumplikado (halimbawa ang bakal na may koordinasyong bilang 4 na gumagawa - at 2- ) (Mga Compound sa Coordination, 2017).
Sa kaso ng kobalt, mayroon itong isang koordinasyon na numero 6. Iyon ang dahilan kung bakit sa mga eksperimento ni Werner, kapag nagdaragdag ng pilak na nitrate, ang halaga ng pilak na klorido na mag-iiwan ng isang hexacoordinated cobalt ay palaging nakuha.
Ang mga bono ng koordinasyon ng ganitong uri ng tambalang may katangian ng pagiging kulay.
Sa katunayan, sila ay may pananagutan para sa karaniwang pangkulay na nauugnay sa isang metal (pulang bakal, asul na kobalt, atbp.) At mahalaga para sa atomic emission at pagsipsip ng spectrophotometric test (Skodje, SF).
Mga Sanggunian
- Atkins, PW (2017, Enero 23). Chemical bonding. Nabawi mula sa britannica.com.
- Clark, J. (2012, Setyembre). CO-ORDINATE (DATIVE COVALENT) BONDING. Nabawi mula sa chemguide.co.uk.
- Coordinate Covalent Bond. (SF). Nabawi mula sa chemistry.tutorvista.
- Mga Compound sa Koordinasyon. (2017, Abril 20). Nabawi mula sa chem.libretexts.org.
- Panimula sa Coordination Chemistry. (2017, Abril 20). Nabawi mula sa chem.libretexts.org.
- Jack Halpern, GB (2014, Enero 6). Tambalan ng koordinasyon. Nabawi mula sa britannica.com.
- Schiller, M. (SF). Coordinate Covalent Bonding. Nabawi mula sa easychem.com.
- Skodje, K. (SF). Coordinate Covalent Bond: Kahulugan at Mga Halimbawa. Nabawi mula sa study.com.