Kompleksy str9

Elementami wiążącymi mogą być:

-    siły wiążące typu jon - dipol

Każda obojętna cząsteczka występująca jako ligand ma moment dipolowy i przynajmniej jedną wolną parę elektronową. Ligandy w kompleksie ustawiają się swoim ujemnym końcem w stronę jonu centralnego. Przesunięcie wolnych par elektronowych ligandów pod wpływem dodatniego ładunku jonu centralnego sprawia, że wiązania są nie tylko wynikiem elektrostatycznego oddziaływania między dodatnio naładowanym jonem centralnym, a odpowiednio zorientowanymi dipolami ligandów lecz częściowo nabierają charakteru wiązań koordynacyjnych. Przykładami tego typu jonów kompleksowych są:

[Ag (H₂0)₂]⁺    [Ag (NH₃)₂]⁺

[Zn (H₂0)₄]²⁺    [Cu (NH₃)₄]²⁺

[Cu (H₂0)₆]²⁺    [Co (NH₃)₆]³⁺

-    siły wiążące typu jon dodatni - jon ujemny

Podobnie jak w powyższych kompleksach nie są to wiązanie czysto jonowe. Pod wpływem pola elektrostatycznego dodatniego jonu centralnego, wolne pary elektronowe ujemnych jonów ligandów przesuwają się w stronę jonu dodatniego, dzięki czemu wiązania między jonami nabierają częściowo charakteru wiązania koordynacyjnego. Przykładami tego typu jonów są:

[Ag (CN)₂]~

[Hg J₄]^2-

Gdy ligandami są jony, to tworzą się trwalsze kompleksy, niż gdy ligandami są cząsteczki obojętne - dipole.

Stosowana do opisu budowy związków kompleksowych teoria pola krystalicznego zakłada, że wiązanie pomiędzy atomem centralnym, np. kationem metalu z niezapełnionąpodpowłokąd, a ligandami jest wiązaniem jonowym, przy czym dla uproszczenia modelu związku kompleksowego pomijamy strukturę elektronową ligandów i rozpatrujemy je jako punktowe ładunki ujemne (lub punktowe dipole). Trwałość kompleksu zapewniają więc elektrostatyczne oddziaływania między jonem centralnym a ligandami.

Energia orbitali d w wolnym jonie centralnym (przed utworzeniem kompleksu) jest jednakowa dla wszystkich pięciu orbitali. Dopiero ujemnie naładowane ligandy, znajdujące się w otoczeniu jonu centralnego, mają wpływ na energię jego orbitali typu d. Jeżeli jon kompleksowy zostanie umieszczony w polu tego samego ładunku co ligandy, lecz o symetrii kulistej (w polu sferycznie symetrycznym), to następuje równomierne zwiększenie energii wszystkich orbitali d jonu centralnego, czyli degeneracja zostaje jeszcze zachowana. Natomiast jeżeli ligandy zajmują pozycje odpowiadające ich rozmieszczeniu w kompleksie (do najczęściej spotykanych zaliczamy symetrię oktaedryczną i tetraedryczną), to pod wpływem ładunku ligandów następuje rozszczepienie poziomów energetycznych orbitali d atomu centralnego. Wielkość tego rozszczepienia, oznaczana symbolem A, zależy od energii oddziaływania między jonem centralnym a ligandami, czyli zależy od rodzaju jonu centralnego i od rodzaju ligandów. Rozszczepienie poziomów energetycznych dla danego atomu centralnego wzrasta w szeregu spektrochemicznym wraz ze zmianą ligandu w następującej kolejności: 17, Br , CT, F , OFT, H₂0, NH₃, CN (czyli np. jony CN~ wywołują znacznie większe rozszczepienie orbitali typu d atomu centralnego niż cząsteczki wody).

W polu o symetrii oktaedrycznej pięć poziomów d ulega rozszczepieniu na dwa nowe poziomy: niższy, trzykrotnie zdegenerowany poziom oznaczany symbolem t (poziomowi t_2g odpowiadają 3 orbitale), i wyższy, dwukrotnie zdegenerowany poziom oznaczany symbolem e (pozio-

139