配位基與螯合基 - 科學Online - 國立臺灣大學
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雙牙團或雙牙基如乙二胺(ethylene diamine, en) 及其類似的化合物,透過兩個胺的氮上的孤對電子,每一個都對中心原子形成鍵結。
除此之外,如2,2′-聯吡啶(2 ...
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配位基(Ligands)與螯合基(Chelatingligands)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯
配位基(Ligands)為配位(Coordinate)至金屬或金屬離子形成錯合物(Complex)的基團。
一般而言,一些具有孤對電子,尤其是帶有負電荷的基團,是很適合拿來做為配位基的材料,因為中心原子經常是電負度比較低或帶有正電的離子。
配位基視為一路易士鹼(Lewisbase),金屬中心為一路易士酸(Lewisacid),兩者形成一「配位基−金屬鍵(ligand-metalbond)」,通常稱為配位共價鍵(coordinatecovalentbond)。
一個配位基可以有一個或一個以上具有配位能力的官能基,一個具有配位能力的官能基的配位基稱為單牙團或單牙基(monodentateorunidentateligands),兩個具有配位能力的官能基的配位基稱為雙牙團或雙牙基(bidentateligands),以此類推還有三牙基(tridentateligands)、六牙基(hexadentateligands)和多牙基(polydentateligands)等。
常見的單牙團配位基為水(H2O)、一氧化碳(CO)、氨(NH3)和鹵素離子(X–)、亞硝酸根(NO2–)、氫氧根(OH–)等,形成的化合物如:
雙牙團或雙牙基如乙二胺(ethylenediamine,en)及其類似的化合物,透過兩個胺的氮上的孤對電子,每一個都對中心原子形成鍵結。
除此之外,如2,2′-聯吡啶(2,2’-bipyridine,bipy)、1,10-鄰二吖菲(phenanthroline,phen)等也是常見的胺類雙芽基。
草酸根(oxalate,ox)為以兩個羧酸根來進行配位的雙牙基,然而這兩個羧酸根隨著pH值的不同會出現不同的配位能力,在酸性條件下羧酸根質子化而變成電中性造成配位鍵不容易形成。
最有名、而在分析化學上最為常見的則是乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraceticacid,EDTA)。
它除了乙二胺的結構之外,在氮的其他位置還鍵結了各兩個乙酸,這樣一來一共有六個位置可以進行鍵結,所以是一個六芽基。
由於其六芽基的特性,乙二胺四乙酸幾乎可以將整個中心原子從各個方向包覆住;這樣確保了一次只會有一個配位基包住一個中心原子,其比例是固定的,因此在分析化學上面,經常利用乙二胺四乙酸來滴定,以偵測金屬離子的含量。
而且其適用性廣,除了鹼金屬以外的金屬離子,幾乎都可以與其配位形成錯合物。
然而,在pH值較高的時候,乙二胺四乙酸的乙酸根才能保持酸根型態具有較佳配位能力,也因此經常會在鹼性的條件即pH=12進行滴定。
不過這樣就容易讓一些容易形成氫氧化物沉澱的金屬離子沉澱,所以有時候pH值的決定也是需要再考慮的。
上述一個具有多個配位能力的配位基又稱作螯合基(chelatingligands),「螯合」象徵著這一些基團聚有較多的位置可以形成配位鍵,像螃蟹一樣將中心原子以數個配位鍵包夾住。
除了單牙基外,多牙基皆為螯合基。
參考資料
1.Harris,D.C.QuantitativeChemicalAnalysis,7thedition;W.H.FreemanandCompany:NewYork,2007;pp.231-235.
2.Zumdahl,S.S.ChemicalPrinciples,5thedition;HoughtonMifflinCompany:Boston,2003;pp.944-946.
3.Miessler,G.L;Tarr,D.A.InorganicChemistry,3rded.;PearsonEducational:UppleSaddleRiver,2004;pp.304-306.
Tags:Chelatingligands,Ligands,結構式,螯合基,配位基,配位鍵,錯合物
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Thereis1commentforthisarticle
請問配基的強弱有一定的順序嗎?
如欲判斷錯合物的形狀,是否可以明確的劃分“強場及弱場配基”?
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