26chem.yazd.ac.ir/gorji/Lecture/General Chemistry 2/General Chemistry... · Cr chromium chromate Mn manganese manganate Fe iron ferrate Co cobalt cobaltate Ni nickel nickelate Cu

5/27/2014

1

26

Coordination Chemistry

شیمی کوئوردیناسیون

Mortimer, C.E.; Müller, U. “Chemie“ 10th Ed. Stuttgart 2010.

Alireza [email protected]

Department of Chemistry, Yazd University

Coordination Chemistry

Alfred Werner1866-1919

Nobel prize 1913

2

[email protected] Yazd University

5/27/2014

2

Transition Metals فلزات واسطه20_432

Sc

Y

La*

Ac†

Ti

Zr

Hf

Unq

V

Nb

Ta

Unp

Cr

Mo

W

Unh

Mn

Tc

Re

Fe

Ru

Os

Co

Rh

Ir

Ni

Pd

Pt

Cu

Ag

Au

Zn

Cd

Hg

Ce

Th

Pr

Pa

Nd

U

Pm

Np

Sm

Pu

Eu

Am

Gd

Cm

Tb

Bk

Dy

Cf

Ho

Es

Er

Fm

Tm

Md

Yb

No

Lu

Lr

d-block transition elements

*Lanthanides

†Actinides

f-block t ransition elemen ts

Uns Uno Une Uun Uuu

3


4


5/27/2014

3

5


Lewis base B Ligand (nutral molecule or ion)

Lewis acid A Metal atom or Metal ion

Coordination compounds Complexes

A + :B A-B

6


5/27/2014

4

complex

central atom

ligands

coordination number

Terminology for Complexes


8

کمپلکسهای چهاروجهی


5/27/2014

5

9

کمپلکسهای مسطح مربع


10

Coordination Number: 5

Coordination Number: 6


5/27/2014

6

N

NH NH

N


Myoglobin


5/27/2014

7

Coordination Environment of Fe2+ in Oxymyoglobin and Oxyhemoglobin



5/27/2014

8

15

نامگذاری


• Ligands• Monodentate

• Multidentate

• Bidentate

• Tridentate

• Tetradentate

نامگذاری

16


5/27/2014

9



5/27/2014

10

Transition Metal

Name if in Cationic Complex

Name if in Anionic Complex

Sc scandium scandate

Ti titanium titanate

V vanadium vanadate

Cr chromium chromate

Mn manganese manganate

Fe iron ferrate

Co cobalt cobaltate

Ni nickel nickelate

Cu copper cuprate

Zn zinc zincate [email protected] Yazd University

[Ag(NH3)2]Cl diamminesilver(I) chloride

K3[Fe(CN)6] potassium hexacyanoferrate(III)

[Cu(NH3)4]SO4 tetraamminecopper(II) sulfate

[Co(NH3)6]Cl3 hexaamminecobalt(III) chloride

2 di bis 6 hexa hexakis

3 Tri tris 7 hepta heptakis

4 tetra tetrakis 8 octa octakis

5 penta pentakis 9 nona nonakis

10 deca decakis

[Co(en)2Cl2]F dichlorobis(ethylenediamine)cobalt(III) fluoride

[Fe(bipy)3]Cl2 tris(bipyridine)iron(II) chloride

Nomenclature of Coordination Complexes

20


5/27/2014

11

[Co(NH3)4Cl2]+ tetraamminedichlorocobalt(III) ion

[Pt(NH3)BrCl(CH3NH2)] amminebromochloromet hylamineplatinum(II)

[Pt(NH3)4]2+ tetraammineplatinum(II) ion

[PtCl4]2- tetrachloroplatinate(II) ion

[PtCl6]2- hexachloroplatinate(IV) ion

Isomer designations come before the rest of the name and in italics

cis-diamminedichloroplatinum(II)

trans-diamminedichloroplatinum(II)

21


K2[Co(NH3)2Cl4]

potassium diamminetetrachlorocobaltate(II)

[Co(NH3)4Cl2]Cl

tetraamminedichlorocobalt(III) chloride

[Co(NH3)4Cl2]+

tetraamminedichlorocobalt(III) ion

[Ti(H2O)6][CoCl6]

hexaaquatitanium(III)hexachlorocobaltate(III)

22


5/27/2014

12

K3[Fe(CN)6]

potassium hexacyanoferrate(III)

[Fe(CN)6]3-

hexacyanoferrate(III) ion

[Co(NH3)6]3+

[Fe(SCN)6]3-

[Co(en)3]3+

[Cr(C2O4)3]3-

[Fe(EDTA)]-1

[Co(EDTA)]-1

23


20_441

Isomers

(same formula but different properties)

Stereoisomers

(same bonds, different

spatial arrangements)

Structural

isomers

(different bonds)

Optical

isomerism

Geometric

(cis-trans)

isomerism

Linkage

isomerism

Coordination

isomerism

Isomerism ایزومری


5/27/2014

13

Coordination Isomerism ایزومری کوئوردیناسیون

[Co(NH3)6][Cr(CN)6]

hexaaminecobalt(III) hexacyanochromate(III)

[Cr(NH3)6][Co(CN)6]

hexaaminechromium(III) hexacyanocobaltate(III)


Ionization Isomerism یونش ایزومری

[CrSO4(NH3)5]Cl

[CrCl(NH3)5]SO4

pentaaminsulfatochromium(III) chloride

pentaaminchlorochromium(III) sulfate


5/27/2014

14

Hydrated Isomerism ایزومری آب پوشی


[Co(NH3)4(NO2)Cl]Cl & [Co(NH3)4(ONO)Cl]Cl

[Co(SCN)(NH3)5]+ & [Co(NCS)(NH3)5]

+

Ambidentate Ligands لیگاندهای دوسردندانه

NCS- NO2- R-CONH2

Linkage Isomerism ایزومری اتصال

28


5/27/2014

15

[Co(NH3)5(NO2)]Cl2Pentaamminenitrocobalt(III) chloride

[Co(NH3)5(ONO)]Cl2Pentaamminenitritocobalt(III) chloride

Linkage Isomerism ایزومری اتصال


20_441

Isomers

(same formula but different properties)

Stereoisomers

(same bonds, different

spatial arrangements)

Structural

isomers

(different bonds)

Optical

isomerism

Geometric

(cis-trans)

isomerism

Linkage

isomerism

Coordination

isomerism

Isomerism ایزومری


5/27/2014

16

Geometric Isomerism ایزومری هندسیcis-trans ترانس –سیس



5/27/2014

17

enantiomer

2- StereoisomerismStereoisomerism استریوایزومری

2- Optical isomerism ایزومری نوری


Optical Activity فعالیت نوری

Optical isomers are isomers that differ in their

ability to rotate the plane of polarized light


5/27/2014

18

Optical Isomerism ایزومری نوری


EnantiomerDiasteriomer


5/27/2014

19

1. Crystal Field Theory CFT

2. Molecular Orbital Theory MOT

در شیمی کوئوردیناسیونپیوند


کدام اوربیتال های فلر مرکزی در برهم کنش مستقیم با لیگاندها در میدان هشت وجهی است؟


5/27/2014

20

میدان قوی میدان ضعیف

در میدان هشت وجهیdاوربیتال های شکافتگی


• I- < Br- < SCN- ~Cl- < F- < OH- ~ ONO- <

C2O42- < H2O< NCS- < EDTA4- < NH3 ~ pyr

~ en < phen < CN- ~ CO

• Mn2+ < Ni2+ < Co2+ < Fe2+ < V 2+ < Fe3+ <

Co3+ < Mn3+ < Mo3+ < Rh3+ < Ru3+ < Pd4+ <

Ir3+ < Pt4+

The Spectrochemical Series اسپکتروشیمیاییسری


5/27/2014

21

d1 d2

d3 d4

Strong field Weak field Strong field Weak field


d4

Strong field =

Low spin

(2 unpaired)

Weak field =

High spin

(4 unpaired)

PE < PE >


5/27/2014

22

d9

d5 d6 d7

d8 d10



5/27/2014

23

Relationship Between Absorbed and Observed Color

45


Effect of Ligands on Colors of Coordination Compounds


5/27/2014

24

t


d-Level Splitting


5/27/2014

25

49

تاثیر لیگاند بر پتانسیل ردوکس


50

اربیتال مولکولی


5/27/2014

26

خاصیت اسیدی و بازی در کمپلکسها

[Fe(H2O)6]3+(aq) + H2O(aq) [Fe(H2O)5(OH)]2+(aq) + H3O+(aq)

Ka1 = 9*10-4

[Fe(H2O)5(OH)]2+ (aq) + H2O(aq) [Fe(H2O)4(OH)2]2+(aq) + H3O+(aq)

Ka2 = 5*10-4

51


Documents

26chem.yazd.ac.ir/gorji/Lecture/General Chemistry 2/General Chemistry... · Cr chromium chromate Mn manganese manganate Fe iron ferrate Co cobalt cobaltate Ni nickel nickelate Cu