บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · web...
TRANSCRIPT
![Page 1: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/1.jpg)
บทท 5
สารประกอบโคออรดเนชน
สารประกอบทเกดจากอะตอมหรอไอออนของโลหะทถกลอมรอบดวยโมเลกล หรอไอออนลบทมจำานวนตงแตสองขนไป เรยกวา สารประกอบเชงซอน (complex compounds) แตเนองจากอะตอมหรอไอออนทอยตรงกลางใชคอเลกตรอนจากโมเลกล หรอไอออนทมาลอมรอบ ทำาใหพนธะทเกดขนเปนชนดโคออรดเนตโคเวเลนต ดวยเหตน จงเรยกสารประกอบเชงซอนนวา สารประกอบโคออรดเนชน โมเลกลหรอไอออนทมาลอมรอบ เรยกวา ลแกนด (ligand)
นกวทยาศานตรไดรจกสารประกอบโคออรดเนชนมานานแลว พลวา ถาเตมสารละลาย NH3 ซงไมมสลงในสารละลาย NiCl2 ซงมสเขยว จะเกดการเปลยนสใหมเปนสมวงอยางถาวร และสามารถแยกเอาผลกของ NiCl2.6NH3 ออกมาได ในทำานองเดยวกน กสามารถเตรยม CuSO4.4NH3 และอะมน (amine) ของ COIIII, PtIV และ PtII ไดอกดวย
โดยเหตทสารประกอลโตออรดเนชนมสมบตตางๆ เปนทนาพอใจ จงมผทำาการศกษาคนควากนอยงกวางขวาง ในศตวรรษท 19 โซพส เมดส โจรเจนเซน (Sophus Mads Jorgensen) และ อลเฟรด เวรเนอร (Alfred Werner) ไดศกษาและทดลองเตรยมสารประกอบโคออรดเนชน ซงสวนใหญเปนจำาพวกอะมน ไดสงเกตการเปลยนแปลง การเกดไอโซเมอร การแตกตวและอนๆ อกกหลายประการ โดยเฉพาะเวรเนอร ไดศกษาคนควาเกยวกบเคมของสารประกอบประเภทนอยางจรงจง และเปนคนแรกทเสนอโครงสรางของไอออนเชงซอน และไดตงทฤษฎโคออรดเนชนขนเปนผลสำาเรจ เพอใชอธบายสมบตตางๆ ของสารประกอบ เหลาน ทำาใหเขาได
![Page 2: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/2.jpg)
รางวลโนเบลสาขาเคม ในป ค.ศ . 1913 จากผลงานนจงอาจกลาวไดวาเขาเปนบดาของสารเคมโคออรดเนชน
สารประกอบโคออรดเนชนไมเพยงแตจะมบทบาทสำาคญในสาขาอนนทรยเคมเทานน แตยงมประโยชนตอการนำาไปใชงานแขนงอนๆ เชน เคมวเคราะห ชวเคม ขบวนการตางๆ ทางอตสาหกรรม และอนๆ อกมากมาย ในสงมชวตกพบวามสารประกอบประเภทนอยดวย เชน ฮโมโกลบนในเลอดมสารประกอบโออรดเนชนของเหลก และคลอโรฟลในพชมสารประกอบโคออรดเนชนของแมกนเซยม เปนตน
ตวอยางของสารประกอบโคออรดเนชน ไดแก
CoCl3.6NH3 หรอ [Co(NH3)6]Cl3 สเหลอง
CoCl3.5NH3 หรอ [Co(NH3)5Cl]Cl2 สมวง
CoCl3.4NH3 หรอ [Co(NH3)4Cl2]Cl2 สเขยว
K4Fe(CN)6 สเหลอง
K3Fe(CN)6 สแดง
การทเขยนสตรของ CoCl3.6NH3 , CoCl3.5NH3 , CoCl3.4NH3 เปน [Co(NH3)6]Cl3 , Co(NH3)5Cl]Cl2 , และ [Co(NH3)4Cl2]Cl2 ตามลำาดบ เกดจากเสนอของเวรเนอร โดยไดทดลองนำาสารประกอบเหลานมาอยางละ 1 โมล ทำาปฏกรยากบสารละลายซบเวอรไนเทรต แทนทจะไดตะกอนของซลเวอรคลอไรดออกมาเปนปรมาณเทากน เพราะแตละสารมคลอรน เปนองคประกอบเทากน กลบไดซลเวอร
![Page 3: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/3.jpg)
คลอไรดเปนปรมาณไมเทากน แสดงวาสารเหลานมคลอไรดไอออนเทากน จากหลกฐานอนๆ กทำาใหทราบวาสารตางๆ เหลานมจำานวนไอออนทงหมดตางกนอกดวย แนวคดของเวรเนอรเปนทยอมรบมาจนถงปจจบน
จากสตร [Co(NH3)6]Cl3 แยกไดเปน 4 ไอออน คอ [Co(NH3)63+
1 ไอออน และ Cl- อก 3 ไอออน
สำาหรบ Co(NH3)5Cl]Cl2 แยกไดเปน 3 ไอออน คอ Co(NH3)5Cl]3+ 1 ไอออน และ Cl- อก 2 ไอออน
ในสารประกอบแรก Co3+ จดเปนไอออนกลาง (central ion) โดยม NH3 6 โมเลกล เปนลแกนด ม N ใน NH3 เปนอะตอมทใหอเลกตรอน
1 ค เพอสรางพนธะโคออรดเนตโคเวเลนตกบ Co3+ จงเรยก N ใน NH3 วาเปนอะตอมผใหอเลกตรอน (electron donor) และเรยก Co3+ วาเปนอะตอมผรบอเลกตรอน (electron acceptor)
5.1 ศพททควรทราบ
511. . อะตอมหรอไอออนทอยตรงกลาง เปนอะตอมหรอไอออนของโลหะ สวนมากเปนโลหะแทรนซชนทำาหนาทเปนผรบอเลกตรอน (electron pair) จากกลมอะตอมหรอไอออนทมาลอมรอบ
อะตอมหรอไอออนของโลหะ ถามขนาดเลกจำาทำาใหเกดสารประกอบโคออรดเนชนทมเสถยรภาพสงกวาอะตอมหรอไอออนของโลหะทมขนาดใหญ เพราะจะทำาใหเกดแรงดงดดของไฟฟาสถตกบลแกนดไดดหรอแรงกวา จง
![Page 4: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/4.jpg)
ทำาใหสารประกอบทไดมเสถยรภาพด ดงนน ธาตแทรนซชนแถวทหนง เชน CO, Fe ซงมขนาดอะตอมเลกกวาธาตในกลม IA และ IIA เชน Na, Mg จงเกดสารประกอบโคออรดเนชนทมเสถยรภาพดกวา
อะตอมทอยตรงกลางของสารประกอบโคออรดเนชนมเลขออกซเดชนไดหลายคา เชน ใน [Co(NH2)6]3+ และ [Co(NH3)6]2+ มเลขออกซเดชน เปน 3 และ 2 ตามลำาดบ Fe ใน [Fe(CO)5] , [Fe(CN)6]4- และ [Fe(CN)6] -3 มเลขออกซเดชนเปน - 0 3, และ –2 ตามลำาดบ
เมอเปรยบเทยบระหวางอะตอมของธาตชนดเดยวกน อะตอมทมเลขออกซเดชนสงทำาใหเกดสารประกอบโคออรดเนชนทมเสถยรภาพดกวาอะตอมทมเลขออกซเดชนตำา เพราะแรงดงดดทางไฟฟาสถตมมากกวา ดงนนสารประกอบโคออรดเนชนทม Pt4+ , Fe3+ และ Cr3+ จงมเสถยรภาพดกวาสารประกอบโคออรดเนชนทม Pt2+ , Fe2+ และ Cr2+
512. . ลแกนด หมายถง ไอออน หรออะตอมหรอโมเลกลทเกาะตดกบไอออนหรออะตอมกลาง โดยการสรางพนธะโคออรดเนตโคเวเลนต ลแกนดทำาหนาทเปนผใหคอเลกตรอนแกไอออนหรออะตอมกลาง ลแกนดสวนมากมกจะเปนไอออนทมอเลกโทรเนกาตวตสง ตวอยางของลแกนด ดงตารางท 51.
![Page 5: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/5.jpg)
ตารางท 51. แสดงลแกนดอะตอมทใหอเลกตรอนและตวอยางของลแกนด
ลแกนด อะตอมทใหอเลกตรอน
ตวอยาง
CN-, CO C Co(CN)2-6
NH3 ,NO ,NO2- N CO(NO2)6
3-
H2O , OH- ,C2O42- O Cr(OH)3-
6
SCN- , S2O32- S Pt(SCN)2-
6
F-, Cl- , Br- , I- แฮโลเจน HgI2-4
5.1.3 ไอออนเชงซอน (complex ion) เปนไอออนทประกอบดวยอะตอมหรอไอออนทปยตรงกลาง และลแกนด ตวอยางเชน [Co(NH3)5Cl]2+ ซงม co เปนอะตอมกลาง และม NH3 5 โมเลกลกบ Cl- 1 ไอออนเปนลแกนด ไอออนเชงซอนแาจจะเปนไอออนทมประจบวก ประจ ลบ หรอไมมประจกได เชน [Co(NH3)4]2+ , [Pt(SCN)6]2- และ [Fe(CO)5] เปนตน
514. . โคออรดเนชน (coordination sphere) กลมอะตอมหรอไอออนททำาใหเกดพนธะโคออรดเนตโคเวเลนตกบอะตอมหรอไอออนกลางในไอออนเชงซอนเดยวกน ถอวาอยในโคออรดเนชนสเฟยรเดยวกน เชน [Co(NH3)4Cl2]Cl ซงมแอมโมเนย 4 โมเลกล และคลอไรดไอออน
2 ไอออนเปนลแกนด คอใหอเลกตรอนคแกโคบอลตไอออน เรยกกลมท
![Page 6: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/6.jpg)
อยในเครองหมายวงเลบ [] วาอยในโคออรดเนชนสเฟยร สวนคลอไรดไอออนทอยนอกวงเลบถอวาอยนอกโคออรดเนชนสเฟยร
ไอออนทอยนอกโคออรดเนชนสเฟยรมเพยงเพอใหสารประกอบโคออรดเนชนมประจเปนกลางเทานน ในการเขยนถงสารประกอบโคออรดเนชน จงอาจเขยนเฉพาะไอออนเชงซอนเทานนเชน [Co(NH3)4Cl2]+ และการเขยนวงเลบกเพอปองกนการสบสนกบไอออนทอยนอกโคออรดเนชชนสเฟยร
515. . คเลต (chelate) หมายถง สารประกอบโคออรดเนชนทประกอบดวยลแกนทมอะตอมผใหคอเลกตรอนหลายอะตอม (polydentate ligand) กระบวนการเกดคเลตเรยกวาคเลชน (chelation) ตวอยางของคเลตไดแก คลอโรฟล (chlorophyll)
52. เลขโคออรดเนชนและรปทรงเรขาคณต
เลขโคออรดเนชน คอตวเลขทบอกจำานวนอะตอมทสามารสรางพนธะโคออรดเนตโคเวเลนต หรอจำานวนอะตอมผใหอเลกตรอนทใอยทงหมดในสารเชงซอน
ตวอยางสารเชงซอน 3 ชนด คอ [CoCl6]3- , [Co(en)2Cl2]+ , และ [Co(en)3]+ หาเลขโคออรดเนชนไดดงน
CO3+ ในสารเชงซอนทงสามตางกมเลขโคออรดเนชนเทากบ 6ทงนเพราะมอะตอมทสามารถสรางพนธะโคออรดเนตโคเวเลนต จำานวน 6
![Page 7: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/7.jpg)
อะตอมลอมรอบ CO3+ กลาวคอ Cl- 1 ไอออน ม 1 อะตอมผใหคอเลกตรอน และ en (ethylenediamine, NH3-CH2-CH2-NH2) 1โมเลกลม 2 อะตอมผใหคอเลกตรอน ในการพจารณาโครงสรางของสารประกอบโคออรดเนชนไดแกการจดเรยงตวในทวาง ซงเกยวของอยางมากกบจำานวนกลมของลแกนด ดงน
เลขโคออรดเนชน 2 สารประกอบโคออรดเนชนทมเลขโคออรดเนชน 2 มไมมากนก มกจะเกดกบไอออนเชน Cu+, AG+, Au+ และ Hg2+ รปทรงเรขาคณตเปนแบบเสนตรง ตวอยางเชน [H3N-Ag-NH3]+ , [NC-Ag-CN]- , และ [Cl-Au-Cl]- เปนตน
เลขโคออรดเนชน 3 สารประกอบโคออรดเนชนทมรปทรงเรขาคณตเปนแผนราบ (planar) และพระมด ตวอยาง เชน HgI-3 (แผนราบ ) SnCl3- (พระมด)
เลขโคออรดเนชน 4 สารประกอบโคออรดเนชนทมเลขโคออรดเนชนเปน 4 เปนสารประกอบทสำาคญทสดชนดหนง มรปทรงเรขาคณตเปน 2 แบบ คอ ทรงสหนาและจตรสระนาบ โดยแบบแรกพบมากกวา
ตวอยางสารประกอบทมรปทรงเรขาคณตเปนทรงสหนา ไดแก Li(H2O)4
+ , BeF2-4 , BF4
- , AlCl-4 , CoBr42- และ ReO-
4 เปนตน
ตวอยางสารประกอบทมรปทรงเรขาคณตเปนจตรสระนาบ ไดแก [Cu(NH3)4]2+ และ ไอออนเชงซอนของ Ni2+ , Pd2+ , Cu2+, Au2- , Au3+ และ Ir+ เปนตน
![Page 8: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/8.jpg)
เลขโคออรดเนชน 5 เปนโคออรดเนชนทพบนอยกวา 4 และ 6แตมความสำาคญชนดหนง มรปทรงเรขาคณต 2 แบบ คอ คพระมดรวมสามเหลยมและพระมดฐานสเหลยม ดงรปท 51.
รปท 51. แสดงรปรางของสารประกอบโคออรดเนชน(ก) รปรางแบบคพระมดรวมฐานสามเหลยม(ข) รปรางแบบพระมดฐานสเหลยม
ถงแมวาทงสองแบบจะแตกตางกนในดานรปทรงเรขาคณต แตในเรองพลงงานแลวไมไดแตกตางกนมากนก จงสามารถเปลยนจากรปหนงไปเปนอกรปหนงได โดยทำาใหมมพนธะเปลยนเพยงเลกนอย ดงนนสารประกอบประเภทนจงไมมโครงสรางทแนนอนเปนรปใดรปหนงอยาง
![Page 9: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/9.jpg)
ชดเจนแตอาจจะเปนรปหนงทใกลเคยงกบรปคพระมดรวมฐานสามเหลยม หรอพระมดฐานสเหลยมกไดดงรปท 52.
รปท 52. การเปลยนรปทรงเรขาคณตของสารประกอบซงมเลขโคออรดเนชน 5
โดย E/ อาจจะเปลยนตำาแหนงกบ E หรอ A
เลขโคออรดเนชน 6 เปนโคออรดเนชนทพบมากทสด มรปทรงเรขาคณตเปนรปทรงแปดหนา แตมสารประกอบบางชนดทมโครงสรางบดเบยวไปจากรปทรงแปดหนาบาง
รปทรงแปดหนาเปนรปทมสมมาตร (symmetry) อยในสมดล ลแกนดทงหมดจะเหมอนกนความยาวของพนธะ M-L จะเทากนหมด ดงรปท 53.
รปท 53. แสดงรปทรงแบบทรงแปดหนา
![Page 10: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/10.jpg)
ถาหาดลแกนดไมเปนชนดเดยวกน แมวาสมบตทางเคมเหมอนกน กทำาใหรปทรงแปดหนาเสยสมมาตรไป ทงน อาจเปนเพราะอทธพลของอเลกตรอนหรออทธพลจากสงแวดลอม ถายดหรอบบแกน L-M-L แกนใดแกนหนงใหแตกตางไปจากอก 2 แกน ความบดเบยวของรปทรงแปดหนาทเกดขนเรยกวาเททระโกนลดสทอรทชน (tetragonal distortion) ดงรปท 54. แตถาแกน L-M-L ทง 3 ไมเทากนเลย ความบดเบยวทเกดขนเรยกวา รอมบกดสทอรทชน (thombic distortion) ดงรปท 5
.5
รปท 54. แสดงเททระโกนลดสทอรทชน รปท 55.แสดงรอมบกดสทอรทชน
![Page 11: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/11.jpg)
ถายดหรอบบตามแนวเสนตรงทตอระหวางจดศนยกลางของรปสาทเหลยมทตรงขามกนความบดเบยวทเกดขนในลกษณะนเรยกวา ไตรโกนลดสทอรทชน (trigonal distortion) ดงรปท 56.
อกแบบหนงทพบมากกคอลแกนดทง 6 ไปอยตรงตำาแหนงทเปนมมของรปปรซม ดงรปท 57. รปปรซมมความสมพนธกบรปทรงแปดหนา กลาวคอ ถาหมนหนาทรปสามเหลยมหนาหนงของทรงแปดหนาไปเปนมม 60 0 กนหนาทอยตรงขาม กจะไดรปปรซม
รปท 56. แสดงไตรโกนลดสทอรทชน รปท 57. แสดงลแกนดอยทมมของรปปรซม
เลขโคออรดเนชน 7 มรปทรงเรขาคณตได 3 แบบ แตแบบทพบมากทสด คอคพระมดรวมฐานหาเหลยม (pentagonal bipyramidal) ซงพบใน [UO2F5]3- (ดงรปท 58. ) [UF7]3- , [ZrF7]3- และ [HfF7]3- แบบท 2 อะตอมทง 7 ของลแกนดอยตรงจดกงกลางของหนาหนงของทรงแปดหนาพบใน [NbOF6]3- แบบสดทาย อะตอมท 7 ของลแกนดอยเหนอจดศนยกลางของหนาทตงไดฉากกบหนาใดหนาหนงของสามเหลยม
![Page 12: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/12.jpg)
ปรซม (trigonal prism) ดงรปท 59. ซงพบใน [NbOF6]2- และ [TaF7]2-
รปท 58. แสดงโครงสรางของ [UO2F5]3+ รปท 59.แสดงโครงสรางของ [TaF7]2-
เปนคพระมดรวมฐานหาเหลยม
เลขโคออรดเนชน 8 มรปทรงเรขาคณตได 3 แบบ โดยเปลยนแปลงมาจากรปลกบาศกดงรปท 510.
![Page 13: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/13.jpg)
รปท 510. การเปลยนรปโครงสรางจากรปลกบาศกไปเปนรปตางๆ
(ก) เปนรปปรซมสลบรวมฐานจตรส (squate anti-prism)
(ข) เปนรปทรงสบหนา (dodecahedral)
เลขโคออรดเนชน 9 เทาทพบมเพยงแบบเดยว คอคลายสามเหลยมปรซมเพยงแต 3 อะตอมทเพมขนไปอยนอกจดศนยกลางของหนาสเหลยมทง 3 หนา ดงรปท 511. ตวอยางสารและไอออนทมโครงสรางแบบนไดแก Nd(BrO3)3 . 9H2O และ ReHg2-
![Page 14: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/14.jpg)
รปท 511. โครงสรางของสารประกอบทมเลขโคออรดเนชนเทากบ 9
นอกจากนยงมโคออรดเนชนทมคาสงๆ ซงมกจะไมคอยพบ สวนใหญจะเกดกบไอออนบวกทมขนาดใหญมากๆ เชน ไอออนของธาตแอลคาไล และแอลคาไลนเอรท ซงรปทรงเรขาคณตกจะเปลยนแปลงและสลบซบซอนมากขน
53. ชนดของลแกนด
ชนดของลแกนดแบงตามจำานวนของอะตอมทใหคอเลกตรอนในลแกนดแกไอออนหรออะตอมกลางตวเดยวกน แบงไดดงน
531. . ลแกนดมอโนเดนแตตหรอยนเดนเตต (nibidebtate or unidentate ligand) หมายถง ลแกนดทมอะตอมทใหคอเลกตรอนเพยง 1 อะตอมแกไอออน หรออะตอมกลางตวเดยวกน
![Page 15: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/15.jpg)
เชน F- , Cl- ,Br-, I-, CN-,SCN-, NO-3, N3
-RCOO-, CO, H2O, NH3,R3N, R3P และ R2S เปนตน
ในกรณทลแกนดนนมอะตอมทใหคอเลกตรอน 1 อะตอมเหมอนกรณแรกแตใหคอเลกตรอนแกไอออนหรออะตอมมากกวา 1 ตว กถอวาลแกนดนนยงคงเปนมอโนเดนเตตลแกนด ดงตวอยางโครงสราง 1 ,
2 และ 3 ซงเรยกลกษณะแบบนวาบรด๗ (bridge)
โครงสราง 4 5, และ 6 กเปนมอโนเดนเตตลแกนดอกลกษณะหนง ซงลแกนดมอะตอมทใหคอเลกตรอนมากกวา 1 อะตอม แตอะตอมใหอเลกตรอนแกไอออนหรออะตอมกลางอะตอมละ 1 อเลกตรอน
![Page 16: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/16.jpg)
532. . ลแกนไบเดนเตต (bidentae ligand) หมายถง ลแกนดทมอะตอมทใหคอเลกตรอนอย 2 อะตอมแกไออนหรออะตอมกลางตวเดยวกน ดงตวอยาง
H2NCH2CH2NH2 ethylenediamine (en)(C2H5)2PCH2CH2P(C2H5)2 diphosCH3ÖCH2CH2 ÖCH3 glyme
ในทำานองเดยวกน ถาลแกนดมอะตอมทใหคอเลกตรอน 345, ,และ 6 แกไอออนหรออะตอมกลาง กเรยกลแกนดเหลานวา ไตรเดนเตตหรอเทอรเดนเตต (tridentate or terdentate) เททระเดนเตตหรอควอดรเดนเตต (tetradentate 9r quadirdentate) เพนตะเดนเตต (pentadentate) และ เฮกซะเดนเตต (hexadentate) ลแกนดทมอะตอมทใหคอเลกตรอนตงวแต 2 อะตอมขนไปแกไอออนหรออะตอมกลางเรยกลแกนดนวา ลแกนดพอลเดนเตต (polydentate ligand)
533. . ลแกนดคเลต หรอพอลเดนเตตคเลตลแกนด (chelate ligand or polydentate chelate ligand) หมายถง ลแกนดทมอะตอมทใหคอเลกตรอนมากกวา 1 อะตอม แกไอออนหรอ
![Page 17: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/17.jpg)
อะตอมกลางแลวทำาใหเกดวงแหวน (ring) ขนตงแต 1 วงขนไป ดงตวอยางตอไปน
ลแกนดไบเดนเตต
mitrareลแกนดไตรเดนเตต
Diethylenetriamine (dien)
Imnodiacetic acid anion
![Page 18: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/18.jpg)
Terpyridy (terpy)
ลแกนดเททระเดนเตต
Triehylenetertraamine (trine)
Anion of nitrilotriaceticacid
ลแกนดเพนตะเดนเตต
Anion of ethylenediaminetriacetic acid
![Page 19: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/19.jpg)
ลแกนดเฮกซะเดนเตต
Anion of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)
54. การเรยกชอสารประกอบโคออรดเนชน
เนองจากสารประกอบโคออรดเนชนประกอบดวยไอออนหรออะตอมกลางและลแกนด สารบางชนดมไอออนธรรมดาดวย สารประกอบโคออรดเนชนอาจจะเปนแบบใดแบบหนงตามลกษณะขององคประกอบ ดงตอไปน
1. เปนโมเลกลทประกอบดวยอะตอมกลางกบลแกนดทเปนโมเลกล เชน Fe(CO)5
![Page 20: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/20.jpg)
2. เปนโมเลกลทประกอบดวย ไอออนบวกทเปนไอออนธรรมดากบไอออนลบทเปนไอออนเชงซอน เชน K3[Fe(CN)6]3- โดยม K+ เปนไอออนบวกธรรมดา และไอออนเชงซอน [Fe(CN)6]3- ทำาหนาทเปนไอออนลบ
3. เปนโมเลกลทประกอบดวย ไอออนบวกทเปนไอออนเชงซอน กบไอออนลบทเปนไอออนธรรมดา เชน [Cr(H2O)6]Cl3 โดยมไอออนเชงซอน [Cr(H2O)6]3+ ทำาหนาทเปนไอออนบวก และ Cl- เปนไอออนลบธรรมดา
4. เปนโมเลกลทประกอบดวยไอออนบวกและไอออนลบทเปนไอออนเชงซอนทงค เชน [Pt(NH3)4Cl]2+ , [PtCl4]2-
หลกเกณฑในการเรยกชอสารประกอบโคออรดเนชน มดงน
1. หลกเกณฑอยางกวางๆ เรยกตามลำาดบดงน จำานวนของลแกนด – ชอของลแกนด - ชอของโลหะ - เลขออกซเดชนของโลหะ
2. หลกเกณฑอยางละเอยด ของระบบ IUPAC มดงน
ก. การระบจำานวนลแกนดและการเรยกชอลแกนด
1. ระบจำานวนลแกนดกลมเลกๆ เปนภาษากรก เชน di , tri, tetra, penta และ hexa เปนตน เมอมจำานวนกลมของลแกนดเปน 2,
345, , และ 6 ตามลำาดบ
![Page 21: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/21.jpg)
2. ระบจำานวนลแกนดกลมใหญ เปนลแกนดพอลเดนเตต เปน bis, tris และ tetrakis เปนตน เมอมจำานวนกลมของลแกนดเปน 23, และ
4 ตามลำาดบ ตามดวยชอของลแกนดโดยเขยนไวในวงเลบ เชน bis(....)
3. เรยกชอลแกนดททำาหนาทเปนไอออนลบทลงทายดวย – ide เปน- o, -ate และ –ite เปน –ito เชน
Cl- chloro CO3= carbonato OH- hydroxo
SO3= sulfito
ตวอยางอนๆ ดงตารางท 51.
![Page 22: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/22.jpg)
ตารางท 52. ชอของลแกนดบางชนด
ลแกนด ชอ ลแกนด ชอ
H- Hydrido SCN- (S-bond)
Thiocyanatao
F- Fluoro NCS-
(Nbond)Isothiocyan
atoCl- Chloro SO=
3 SulfitoBr- Bromo SO=
4 SulfatoI- Iodo S2O3 Thiosulfato
O= Oxo CN- CyanatoO=
2 Peroxo CO=3 Carbonato
S= Thio C2O4 OxalatoOH- Hydroxo CO CarbonylNO-
3 Nitrato NO NitrosylNO-
2 (หรอ N-bond หรอ O-
bond) Nitrito
H2OEn
Aquoethylenedia
mineCH3 Methyl Dine Diethylene
diamineC6H5 Phenyl PF3 Trifluoroph
osphineCH3COO- Acetato C5H5N Pyridine
![Page 23: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/23.jpg)
หรอ PY
(CH3)2SO Dimethylsulfoxide
(C6H5)3P Triphenylphosphine
(NH2)2CO Urea O2 DioxygenN2 Dinitrogen4. เรยกชอลแกนดทไมมประจ (neutral ligand) ตามแบบชอ
สามญ (connon name)
เชน CO carbonyl
NO mitrosylสำาหรบ H2O และ NH3 มชอเรยกเฉพาะเปน aquo และ ammine ตามลำาดบ
5. ลแกนดทมประจลบและลแกนดทไมมประจถาอยรวมกนใหเรยกลแกนดทมประจลบกอน
6. ลแกนดตางชนดกนแตมประจชนดเดยวกน ใหเรยกลแกนดทนำาดวยอกษรแรกกอนลแกนดทนำาดวยอกษรหลงๆ ตามลำาดบ หรอใหเรยกลแกนดกลมเลกกอนลแกนดกลมใหญ
ข. การเรยอไอออนหรออะตอมทอยตรงกลาง
1. ไอออนเชงซอนทเปนไอออนบวก ใหเรยกชอโลหะทเปนไอออนหรออะตอมกลางตามดวยเลขออกซเดชนของโลหะโดยเขยนเปนเลขโรมน เชน
[Ag(NH3)2]+ diamminesilver(I) ion[CoCl2(NH3)4]+ dichlortetraammine cobalt
(III) ion
![Page 24: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/24.jpg)
[Fe(CO5)] pentacabonyliron (O)2. ไอออนเชงซอนทเปนไอออนลบ การเรยกชอโลหะทเปฯไอออน
หรออะตอมกลางใหตดอกษรหรอสระของชอปกตชองโลหะตามความเหมาะสม เตม suffix “__ ate” เขาทายชอโลหะ
เชน
ธาต ชอโลหะในไอออนเชงซอนทเปนไอออนลบ
Al aluminium aluminateCo cobalt cobaltateCr chromateMn manganese manganateMo molybidinum molybdateW tungsten tungstateZn zinc zincateสำาหรบโลหะบางชนดทมชอเดมเปนภาษาละตนหรอกรก กให
เปลยนแปลงกบชอเดมนนเชน
![Page 25: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/25.jpg)
Silver มาจากชอเดมวา argentum เปลยนเปน argentate
Gold มาจากชอเดมวา aurum เปลยนเปน aurate
Copper มาจากชอเดมวา cuprum เปลยนเปน cuprate
iron มาจากชอเดมวา ferrum เปลยนเปนferrate
lead มาจากชอเดมวา plumbum เปลยนเปนplumbate
tin มาจากชอเดมวา stannum เปลยนเปนstannate
ตารางท 53. การเรยกชอไอออนเชงซอนทเปนไอออนบวก
ไอออนเชงซอน ชอ[Co(NH3)6]3+ Hexaamminecobalt
(III)ion[Cr(H2O)4Cl2]+ Dichlorotetraaquochromi
um (III) ion[Co(NH3)4(NO)2Cl]+ Chloronitrotetraamminec
obalt (III) ion[Co(H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2)2]3+
Bis (diethylenetriamine) – cobalt (III) ion
ตารางท 54. การเรยกชอไอออนเชงซอนทเปนไอออนลบ
ไอออนเชงซอน ชอ[Pb(OH)3]- Trihydroxoplumbate (II)
![Page 26: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/26.jpg)
ion[Co(CN)5NO]3- Pentacyanonitrosylcobal
tate (II) ion[Co(NCS)4]2- Tetrathiocyanatocobalta
te (II) ion[Cr(C2O4)3]3- Tris (oxalato) chromate
(III) ion
ค. การเรยกชอลแกนดแบบบรดจ (bridging ligand)
ลแกนตแบบบรดจเปนลแกนดทมอะตอมใดอะตอมหนงเปนผใหคอเลกตรอนแกไอออนหรออะตอมกลางมากกวา 1 ไอออน หรอ 1อะตอม ในการเรยกชอใหใช นำาหนา แลวตามดวยชอของลแกนด และจะตองใช ซำาเมอตองการเรยกชอลแกนดแบบบรดจอน ทแตกตางออกไปทกครงถามลแกนดทเหมอนกน 2 ลแกนด ใชคำาวา di - - เปลยนเปน ตวอยางเชน
H 3+N
(en)2Co C0(en)2 bis (ethylenediamine) c0balt (III)
O - - imidio - - hyderoxoH bis(ethylenediamine)
cobalt (III) ion
ง . ถาในลแกนดนนมไอโซเมอรแบบเรขาคณต (geometrical isomer) ใหใชคำานำาหนาวา cis- กบ ไอโซเมอรทมลแกนดเหมอนกนอยตดกน และใหคำานำาหนา trans- กบไอโซเมอรทมลแกนดเหมอนกนแตอยตรงกนขาม เชน
![Page 27: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/27.jpg)
I NH3 I NH3
Pt ptI NH3 NH3 I
CIS-DIAMINEDIIODOPLATINUM (II) TRAMS-DIAMINEDIIODOPLATINUM (II)
จ . ถาในลแกนดเกดออพตกลไอโซเมอร (optical isomer) ใหใชคำาวา D (dextro) หรอ L (lebo) นำาหนา แลวตามดวยเครองหมายขด - ( ) สำาหรบไอโซเมอรทเบนแสงโพลาไรสไปทางขวาหรอทางซายตามลำาดบ
และใชอกษร d หรอ l นำาหนา แลวตามดวยเครองหมายขด - ( ) เพอบอกโครงแบบ (configuration) ของลแกนดแตละลแกนด เชน D-[Co(1-pn)2 )d-pn)]3+ ตวยอ pn มาจากคำาวา propylenediamine
ฉ . ถามไอออนธรรมดา ซงหมายถงไอออนทอยนอกโคออรดเนชนสเฟยร ใหใชชอเดมของไอออนนนๆ ไมวาจะเปนไอออนบวกหรอไอออนลบ
ช . การเรยงลำาดบไอออน ใหเรยกชอไอออนบวกกอนไอออนลบ เชน K3[Fe(CN)6] ซงม K+ เปนไอออนบวก และ [Fe(CN)6]3+
[Co(NH3)6]Cl3 ซงม [Co(NH3)6]3+ เปนไอออนบวก และ Cl- เปนไอออนลบ จงเรยกชอวา hexaamminecobalt (III) chloride
[Pt(NH3)4]Cl2[PtCl4) ซงม [PtIV(NH3)4]Cl2]2+ เปนไอออนบวก และ (PtIICl4]2- เปนไอออนลบ จงเรยกชอวา dichlorotetraammineplatinum (IV) tetrachloroplatinate (II)
![Page 28: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/28.jpg)
5.5 ปฏกรยาของสารประกอบโคออรดเนชน
ปฏกรยาของสารประกอบโคออรดเนชนมขอบเขตกวางมาก เพราะสารตางชนดกนหรอสารทมรปรางเรขาคณตตางกนกมปฏกรยาทตางกนออกไป หรออาจกลาวไดวาเปนปฏกรยาเฉพาะถาแบงอยางกวางๆ ปฏกรยาของสารประกอบโคออรดเนชนเปนปฏกรยาทเกยวกบการเปลยนแปลงภายในโคออรกดเนชนสเฟยร และการเปลยนแปลงของเลขออกซเดชน
551. . ปฏกรยาทเกยวของกบการเปลยนแปลงภายในโคออรเนชนสเฟยร ปฏกรยาทสำาคญ คอ ปฏกรยาการแทนท (substiute reaction) ซงจะครอบคลมไปถงปฏกรยายอยๆ อนไดแก ปฏกรยาการแทนทของลแกนดอนๆ ปฏกรยาแทนทของไอออนโลหะไอออนโลหะอน ปฏกรยากบสารประกอบแฮโลเจน ปฏกรยาการจดเรยงตว (rearrabgement reaction)
ปฏกรยาแทนทของลแกนดโดยลแกนดอน (substitutional nucleophilic,SN) เขยนเปนรปสมการทวๆ ไปไดดงน
MLn + Y MLn-1 Y + Lเมอ M หมายถงอะตอมกลางทเปนโลหะ หรอไอออนโลหะ
L หมายถง ลแกนด
Y หมายถง ไอออนอะตอมหรอโมเลกลทจะเปนลแกนดใหม
![Page 29: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/29.jpg)
ตวอยางเชน
[Cu(H2O)4]2+ + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+ + 4H2Oถา Y เปน H2O จะเรยกปฏกรยาเฉพาะนวา aquation
[Co(en)2NO2Cl]+ + H2O [Co(en)2NO2H2O]2+ + Cl-
ถา Y เปนไอออนลบเรยกปฏกรยาเฉพาะนวา anation เชน
[Co(en)2NO2H2O]2+ + SCN [Co(en)2NO2NCS]+ + H2O
ปฏกรยาการแทนทแบงเปน SN1 (subtitutional
nucleophilic unimolecular) และ SN2 (substitutional
nucleophilic bimolecular)
SN1 เปนปฏกรยาทลแกนดถกแทนทโดยลแกนดอนมการบวนการ
ดงน คอ ขนแรกไอออนเชงซอนจะแตกตวใหลแกนดออกไปกอนอหลงจากนนลแกนดใหมจะเขามาแทนทในขนทสอง เชน ปฏกรยา SN
1 ของไอออนเชงซอนทมเลขโคออรดเนชนเทากบ 6 ดงน
![Page 30: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/30.jpg)
[ML5X]n+1 [ML5](n+1)+ + X (ขนท 1)
[ML5](n+1)+ + Y- เรว [ML5Y]n+ (ขนท 2)
[ML5](n+1)+ ทเกดขนชวคราว เรยกวา อนเทอรมเดยตไอออน (intermedeate ion) ซงมเลขโคออรดเนชนนอยกวาเดม แต [ML5Y]n+ ทเกดขนใหมมเลขโคออรดเนชนเทากบสารเรมตน
SN2 เปนปฏกรยาทลแกนดถกแทนทโดยลแกนดอน โดยไอออน
เชงซอนจะรวมกบลแกนดใหมกอน แลวจงแยกลแกนดเกาออกตอนหลง ดงน
ชา X
[ML5X]n+ + Y- L5M [ML5Y]n+ + X-
Y (intermediate ion)
อนเทอรมเดยตไอออนมเลขโคออณดเนชนนอยกวาเดม เชนเดยวกบ SN1
ปฏกรยาการแทนทของไอออนโลหะโดยไอออนโลหะอน มรปแบบการเกดเชนเดยวกบปฏกรยา SE (substitutional electrophilic) เขยนเปนรปสมการทวๆไปไดดงน
![Page 31: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/31.jpg)
ML + M/ M/Ln + M (SE)
เมอ M หมายถง ไอออนโลหะใหมทจะเขามาแทนท
ปฏกรยากบสารประกอบแฮโลเจน เปนปฏกรยาทสารประกอบโคออรดเนชนทำาปฏกรยากบสารประกอบแฮโลเจน จากตวอยางเปนปฏกรยาระหวางไอออนลบทม CO เปนลแกนดกบสารประกอบแฮโลเจน
[Mn(CO)5]- + ClCH2CH = CH2 (CO)5MnCH2CH = CH2 + Cl-
ปฏกรยาการจดเรยงตว เปนปฏกรยาทเกยวของกบการจดเรยงตวของอะตอมหรอไออนและลแกนด มดงน
ปฏกรยาทเกดการเปลยนแปลงตำาแหนงทอยของลแกนด แตไมไดทำาใหเลขโคออรดเนชนเปลยนแปลงไป เชน เปลยนจาก cis-form เปน trans-form ดงน
Y XY X Y Y
M MY X Y Y
Y X Cis-form trans-form
![Page 32: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/32.jpg)
ปฏกรยาทมอะตอมหรอหมอะตอมเขามาแทรกอยระหวาง 2อะตอม ทเคยอยตดกน ( insertion reaction) เขยนสมการทวไปดงน
Ln M – X + YZ Ln M – YZ – X
เมอ X เปนอะตอมทเกาะตดอยกบอะตอมของโลหะซงเปนอะตอมกลาง YZ เปนหมอะตอมทเขามาแทรกระหวาง M และ X ตวอยางดงน
(CO)5MnCH3 + CO (CO)5MnCOCH3
[(NH3)5RhH]2+ + O2 [(NH3)5RhOOH]2+
ปฏกรยาททำาใหรปทรงเรขาคณตเปลยนไป ปฏกรยานไมไดทำาใหเลขโคออรดเนชนเปลยนแปลง เชน ไอออนเชงซอนบางชนดทมเลจโคออรดเนชนเทากบ 4 อาจจะมรปรางเปนจตรสระนาบ แลวเปลยนเปนทรงสหนากได แตสมบตแมเหลกจะเปลยนไป กลาวคอ เมออยในรปจตรสระนาบมสมบตเปนไดอะแมกเนตก สวนรปทรงสหนามสมบตเปนพาราแมกเนตก
552. . ปฏกรยาทมการเปลยนแปลงเลขออกซเดชน หรอปฏกรยารดอกซ (redox reaction) มดงน
ปฏกรยาการรวมตว (oxidative addition) เปนปฏกรยาทเกดขนโดยอะตอมกลางซงเปนโลหะจะรวมกบไอออนลบ ตวอยาง เชน
![Page 33: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/33.jpg)
PF5 + F- PF6-
PdCl42- + Cl- PdCl53-
ปฏกรยาทอเลกตรอนเขาไปรวมโดยไมมการเปลยนแปลงภายในโคออรดเนชนสเฟยร เกดขนโดยไอออนเชงซอนสองชนดเขามาอยใกลกน อเลกตรอนจะยายจากไอออนหนงไปยงอกไอออนหนงตวอยาง เชน
[FeII(CN)6]4- +[IrIV Cl6]2- [FeIII(CN)6]3- +[IrIIICl6]3-
ปฏกรยาทมการเคลอนยายอเลกตรอนแลงเกดการเปลยนแปลงภายในโคออรดเนชนสเฟยร ตวอยางเชน
[CrII(H2O6)]2+ + [CoIII(NH3)5Cl]2+
[CrIII(H2O)5Cl]2+
[CoII(NH3)5(H2O)]2+
อตราการเกดปฏกรยาเคมของไอออนเชงซอนขนอยกบปจจยหลายอยางดงน
1. ชนดของลแกนด ในระหวางไอออนเชงซอน 3 ชนด คอ [Co(NH3)5Cl]2+ , [Co(NH3)5l]2+ และ [Co(NH3)5NO2]2+ ถาใหนำาเขาแทนท Cl- , I- และ NO-
2 พบวานำาเขาแทนท Cl- ไดงายทสด เรยกวาไอออนเชงซอนทเกดปฏกรยาไดอยางรวดเรว (labile complex ion)
![Page 34: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/34.jpg)
สวน NO2- ถกแทนทโดยนำาไดยากทสด ดงนน [Co(NH3)5NO2]2+ จง
จดเปนไอออนเชงซอนเฉอย (inertcomplex ion )
2. ชนดของโลหะททำาหนาทเปนอะตอมกลางหรอไอออนกลาง ตวอยางเชน [Mn(CN6]3-กบ [Cr(CN)6]3- ซงม Mn3- และ Cr3- เปนอะตอมกลางตามลำาดบ แตมลแกนดเหมอนกน คอ (CN)6 เมอนำาไอออนเชงซอนทง 2 ชนด ไปทำาปฏกรยากบธาตกมมนตรงส 14CN- อตราการเกดปฏกรยาของไอออนเชงซอนชนดแรกจะเรวกวาชนดทสอง ดงน
[Mn(CN)6]3- + 614CN- [Mn(14CN)6]3- + 6CN- t1/2 = 1 ชวโมง
[Cr(CN)6]3- + 614CN- [Cr( 614CN)6]3- + 6CN- t1/2 = 24 ชวโมง
3. ความเขมขนของไอออนเชงซอนทเปนสารตงตน ถาไอออนเชงซอนาความเขมขนสงอตราการเกดปฏกรยาจะเรว ทงนเพราะโมเลกลของสารมโอกาสชนกนมากขน แตหากเขมขนมากเกนไปอตราการเกดปฏกรยาจะชาลงหรอไมเกดปฏกรยาเลย ทงนเพราะโมเลกลของสารไมมโอกาสชนกน
4. ความยากงายของการแทนทและการถกแทนทของลแกนด ซงขนอยกบชนดของปฏกรยาทเกดในไอออนเชงซอน ไดแก SN1, SN2 , หรอ SE เปนตน
![Page 35: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/35.jpg)
56. สมดลเคมของไอออนเชงซอน
การเกดสารประกอบโคออรดเนชนและไอออนเชงซอนในสารละลายของนำามความสำาคญไมเฉพาะในเคมอนนทรยเทานน แตยงมความสำาคญในทางชวเคม เคมวเคราะห และการประยกตในเคมอนๆ ดวย การทนำาหรออะตอมหรอไอออนตางๆ เขามารวมกบอะตอมกลางของโลหะเกดเปนสารประกอบโคออรดเนชนหรอไอออนเชงซอนไดดมากนอยอยางไรนน ตองอาศยหลกเกณฑทางเทอรโมไดนามกส (themodeynamics) ซงตองพจารณาจากคาคงทของสมดล (equilibrium constant)
สมมตใสโลหะ (M) และลแกนดมอโนเดนเตต (L) ลงไปในสารละลายและเกดไอออนโลหะเพยงอยางเดยวโดยไมมสารตกตะกอนและสารอนใดทงสน สามารถเขยนสมการ ไดดงน
M + L ML K1 = [ML][M][L]
ML + L ML2 K2 =[ML2][ML][L]
ML2 + L ML3 K3 = [ML3][ML2][L]
MLN-1 + L MLN KN = [MLN][MLN-1][L]
![Page 36: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/36.jpg)
เมอ N แทนคาของโคออรดเนชนสงสดของโลหะ (M) ทม L เปนลแกนดและ N มคาตงแต 1 ขนไป
จากคา K ซงเปนคาคงทของสมดล จะทำาใหทราบไดวาทเกดขนเปนปฏกรยาขนไหนเกดไดดหรอไม ถาคา K สงหมายความวา ปฏกรยาเกดจากทางซายไปทางขวาไดด ตรงกนขาม ถาคา K ตำา จะทำาใหปฏกรยาเกดไดไมด คา k1 , k2 , k3 และ kN เรยกวา คาคงทของสมดลในการเกดไอออนเชวซอน
57. การเตรยมสารประกอบโคออรดเนชน
มวธเตรยมทสำาคญๆจากปฏกรยาตอไปน
1. ปฏกรยาแทนทในสารละลายทมนำาเปนตวทำาละลาย (substitution reactions in aqueous solution)
เปนวธสงเคราะหทนยมใชกนมากทสด วธนโมเลกลของนำาทลอมรอบอะตอมโลหะจะถกแทนทโดยลแกนดอน ตวอยางไดแกการเตรยม [Cu(NH3)4]SO4 จากปฏกรยาระหวางสารละลาย CuSO4 ในนำากบ NH3
[Cu(H2O)4SO4 + 4NH3 [Cu(NH3)4]SO4 +4H2O
![Page 37: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/37.jpg)
นำา [Cu(NH3)4]SO4 ไปตกผลกใน C2H5OH จะไดเผลกสนำาเงนเขม ในบางกรณ การเตมไอออนลบชนดทสองลงไปในสารละลายทมร ำาเปนตวทำาละลายจะชวยใหสารประกอบโคออรดเนชนตกตะกอนแยกออกมาได ตวอยางเชน แยก [Nipy4](NO2)2 (tetrapuridinenickel (II) nitrite) ซงเปนผลกสนำาเงนเขมออกจากสารละลายของนำาไดโดยการเตมไพรดนลงในสารละลายของ NiSO4 ในนำาแลวเตมสารละลาย NaNO2 ตามไปอยางชาๆ
[Ni(H2O)6]SO4 pyridine [Nipy4]SO4 NO2- [Nipy4]
(NO2)2
ถาผลผลตไมใชสารไอออนก สวนมากนกจะตกตะกอนเมอเตมไอออนลบหรอลแกนดชนดทสองลงไปจงสามารถแยกออกมา ไดเลย เชน
K2[PtCl4] + en PtCl2 en + 2 KCl
2. ปฏกรยาการแทนทในตวทำาละลายทไมใชนำา (substitution reaction in non-aqueous solvents)
ถาสารเชงซอนทมนำาเปนองคประกอบดวย และเปนชนด ทมเสถยรภาพสงมากๆ เปนการยากตอการใหลแกนดอนเขาไปแทนท หรอลแกนดทตองการจะใหเขาไปแทนทเปนชนดทไมละลายนำา ตองเลอกใชวธใชตวทำาละลายชนดทไมใชนำา เชน ไดเอทลอเทอร (diethyl ether) และไดเอทลฟอรมามายด (diethylformamide) ตวอยางเชน การเตรยมสาร
![Page 38: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/38.jpg)
เชงซอนรปทรงสหนา (tetrahedral complex) ไดแก VCl4- มกนยมเตรยมในอะซโตไนไตรล (acetonitrile)
3. ปฏกรยาโดยตรงระหวางเกลอทเปนของแขงกบลแกนดทเปนของเหลว (direct reaction between solid salt and liquid ligand)
เปนกรยาทเกดขนโดยตรงระหวางเกลอทมสถานะเปนของแขงกบลแกนดทมสถานะเปนของเหลวเชน ในสารเชงซอนทมหม NH3 เปนองคประกอบ (metal ammine) อาจเตรยมไดจากการใหสารละลายของเกลอของโลหะละลายในสารละลายแอมโมเนยแลวระเหยจนแหง ตวอยางเชน เตรยม [Ni(NH3)6]Cl2 จากปฏกรยาระหวางสารละลาย NiCl2 กบสารละลายแอมโมเนย
NiCl2 + 6NH3 [Ni(NH3)6]Cl2
ในทำานองเดยวกน ถาเตมสารละลาย PtCl2 ลงในเอทลนไดอะมน (ethylenediamine , en) ทเปนของเหลวจะได [Pt(en)2]Cl2
4. การสลายตวดวยความรอนของสารประกอบโคออรดเนชน (tyermaldeconposition of complexes)
เปนปฏกรยาทผานความรอนไปยงสารประกอบโคออรดเนชน ตวอยางเชน [Co(H2O)6]Cl2 ซงมสชมพออนๆ เมอทำาใหรอนจะเปลยนเปน CoCl2 ซงมสนำาเงน ปฏกรยานบางทเรยกวาปฏกรยานำาหมกทมองไมเหน (invisible ink reaction)
![Page 39: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/39.jpg)
ความรอนทใชในการละลายตวของสารประกอบโคออรดเนชนจะแตกตางกนไปในแตละปฏกรยา บางปฏกรยาสารอาจจะสญเสยโมเลกลของนำาไดทอณหภมหอง บางปฏกรยาอาจจะตองใหอณหภมสงมากขนจนถงเปนพนองศากได
ทำานองเดยวกนอาศยความรอนทำาใหสามารถเตรยม PtCl2(NH3)2 ไดโดยใหความรอนแก [Pt(NH3)4]Cl2
[Pt(NH3)4]Cl2 2500 PtCl2(NH3)2 + 2NH3
5. ปฏกรยาการแทนทเกดดวยปฏกรยาออกซเดชน (substituion reactions acconpanied by oxidation)
เปนปฏกรยาทเกดการแทนทของลแกนดและเปนปฏกรยาออกซเดชนดวย
ตวอยางเชน
ปฏกรยาการเตรยมสารประกอบของ Co(III) จากเกลอของ Co(II) , NH3
(aq) , NH4NO3 และ H2O2 ดงน
2[Co(H2O)6][(NO3)2] + 8NH4NO3 + H2O22[Co(NO3)(NH3)5](NO3)2 + 14H2O
6. ปฏกรยารดกชน (reduction reactions) ในการเตรยมสารประกอบของโลหะทมคาออกซเดชนสเตตนอยๆ จะตองเตยมในททไมม
![Page 40: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/40.jpg)
O2 ในสภาพแบบนควรใชโลหะแอลคาไลในแอมโมเนยเหลวเปนสารรดวซ (reducing agent) ตวอยางเชน การเตรยม K4[Ni(CN)4] ดงน
K4[Ni(CN)4] + 2K NH3 K4[Ni(CN)4]
7. เตรยมดวยวธเฉพาะ ในการเตรยมสารประกอบเฉพาะไอโซเมอรใดไอโซเมอรหนง หรอใชในการแยกไอโซเมอรออกจากสารผสมของไอโซเมอรตองใชวธเฉพาะทงนตองอาศยการใชเทคนคทางโครมาโทการฟชวยดวย
58. ประโยชนของสารประกอบโคออรดเนชน
สารประกอบโคออรดเนชนมประโยชนทวไปในหารคนควาทดลองทางเคมและในอตสาหกรรมดงน
1. ใชในหองปฏบตการเคมทงงานคณภาพวเคราะหและปรมาณวเคราะห
2.แกความกระดางของนำา โดยจะรวมตวกบ Ca2+ , Mg2+ และ Fe2+ ซงเปนไอออนทเปนสาเหตทำาใหเกดความกระดางของนำา
3. ปองกนการเกดสนมของเหลก ถาใหเหลกอยในทชน และสมผสกบออกซเจน จะทำาใหเหลกขนสนมได คอ เกด Fe2 O3.xH2O ซงเปนสารทมสนำาตาลออกแดง แตถาใหเหลกทำาปฏกรยากบสารทเปนลแกนดจนเกดเปนสารประกอบโคออรดเนชนขนแลว กจะปองกนไมใหเหลกนนมโอกาสอยในรปของ Fe2 O3.xH2O ได
![Page 41: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/41.jpg)
ในกรณทเหลกขนสนมอยแลว กเปลยนใหเปนไอออนเชงซอนทละลายนำาได แลวจงชะลางออกจากผวเหลก ซงเปนวธทนยมใชในอตสาหกรรมในปจจบน
4. เปนสวนประกอบทสำาคญของพช ไดแกคลอโรฟล ซงเปนสารประกอบโคออรดเนชนของแมกนเซยม มสตรโครงสรางดงน
5. เปนองคประกอบในเมกโลหตแดงของสตวเลยงลกดวยนม คอฮโมโกลบน สวนหนงของฮโมโกลบนทเรยกวา ฮม (heme) เปนสวนประกอบโคออรดเนชนของเหลก ฮมมโครงสรางโมเลกลดงน
![Page 42: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/42.jpg)
6. ใชในอตสาหกรรมการชบโลหะดวยไฟฟา เชน ใชสารละลาย [Ag(CN)2]- และ [Au(CN)2]- ชบโลหะใหมสเงนหรอทอง ทำาใหผลตภณฑสวยงาม ผวเรยบ และมนวาวนาใช
7. ใชในการแพทย เชน วตามนย 12 ซงมสแดงเขมกเปนสารประกอบโคออรดเนชนของโคบอลท
8. ใชในการเกษตร ถาใชสารทเปนลแกนดรวมตวกบโลหะบางชนดจะเกดสารประกอบโคออรดเนชนทพชสามารถนำาไปใชประโยชนได
9. ลดอนตรายจากกมมนตภาพรงส การทเปนลแกนดหลายชนดเมอรวมกบโลหะเกดเปนสารประกอบโคออรดเนชนแลว สารทเกดขนสามารถลดอนตรายจากกมมนตภาพรงสทเกดจากปฏกรยานวเคลยรได
![Page 43: บทที่ 5 - lms.mju.ac.thlms.mju.ac.th/courses/127/locker/บทที่ 5.doc · Web viewCoCl3.6NH3 หรือ [Co(NH3)6]Cl3 สีเหลือง CoCl3.5NH3 หรือ](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012405/5a9e9e6e7f8b9a0d158b9db6/html5/thumbnails/43.jpg)
10. ในงานวจยจำานวนมาก ไดนำาผลการวจยในดานการคนควาทำาใหการพฒนาสารอนนทรยทอยในรปโพลเมอร เสถยรไดในอณหภมสงๆ และใชเปนตวตานทานตอสารเคมบางชนดได