Метод классификации ковалентных связей

Метод классификации ковалентных связей (CBC) , также называемый обозначением LXZ , представляет собой способ описания ковалентных соединений, таких как металлоорганические комплексы , таким образом, который не подвержен ограничениям, вытекающим из определения степени окисления . ^[1] Вместо того, чтобы просто приписывать заряд (степень окисления) атому в молекуле , метод классификации ковалентных связей анализирует природу лигандов, окружающих интересующий атом. ^[2] Согласно этому методу, взаимодействия, которые позволяют координировать лиганд, можно классифицировать в зависимости от того, отдает ли он два, один или ноль электронов . Этим трем классам лигандов соответственно присвоены символы L, X и Z. Метод был опубликован Малкольмом Л. Х. Грином в 1995 году. ^{[3] [4]}

Типы лигандов

Лиганды X-типа — это те, которые отдают один электрон металлу и принимают один электрон от металла при использовании метода нейтрального лиганда для подсчета электронов , или отдают два электрона металлу при использовании метода донорной пары для подсчета электронов. ^{[5] [ нужна страница ]} Независимо от того, считаются ли они нейтральными или анионными, эти лиганды дают нормальные ковалентные связи . ^[2] Несколько примеров этого типа лигандов: H, галогены (Cl, Br, F и т. д.), OH, CN, CH ₃ и NO (изогнутый).

Лиганды L-типа являются нейтральными лигандами, которые отдают два электрона металлическому центру, независимо от используемого метода подсчета электронов. Эти электроны могут поступать от неподеленных пар , пи- или сигма-доноров. ^{[5] [ нужна страница ]} Связи, образованные между этими лигандами и металлом, являются дативными ковалентными связями , которые также известны как координационные связи. Примерами этого типа лигандов являются CO, PR ₃ , NH ₃ , H ₂ O, карбены (=CRR') и ​​алкены.

Лиганды Z-типа — это те, которые принимают два электрона из металлического центра, в отличие от донорства, происходящего с двумя другими типами лигандов. Однако эти лиганды также образуют дативные ковалентные связи, как и L-тип. ^[2] Этот тип лиганда обычно не используется, поскольку в определенных ситуациях его можно записать в терминах L и X. Например, если лиганд Z сопровождается L-типом, его можно записать как X ₂ . Примерами таких лигандов являются кислоты Льюиса , такие как BR ₃ . ^[3]

Использование обозначений

При наличии комплекса металла и тенденций для типов лигандов комплекс можно записать в более упрощенной форме в виде [ML _l X _x Z _z ] ^{Q ±} . Нижние индексы представляют количество каждого типа лиганда, присутствующего в этом комплексе, M — металлический центр, а Q — общий заряд комплекса. Вот некоторые примеры этой общей записи:

Также из этой общей формы можно рассчитать значения числа электронов, степени окисления, координационного числа , числа d-электронов ^[6], валентного числа и числа связей лиганда ^{[2] .}

 
            Число электронов = ⁠ ⁠ ${\displaystyle N+x+2l-Q}$

                        Где N — номер группы металла.

            Степень окисления (OS) = ⁠ ⁠ ${\displaystyle x+Q}$

            Координационное число (CN) = ⁠ ⁠ ${\displaystyle x+l}$

            Число d-электронов (dn) = ⁠ ⁠ ${\displaystyle N-OS}$
                                       = ⁠ ⁠ ${\displaystyle N-(x+Q)}$

            Число валентности (VN) = ⁠ ⁠ ${\displaystyle x+2z}$

            Число связей лиганда (LBN) = ⁠ ⁠ ${\displaystyle l+x+z}$

Другие применения

Этот шаблон для записи комплекса металла также позволяет лучше сравнивать молекулы с разными зарядами. Это может произойти, когда назначение сводится к его «эквивалентному нейтральному классу». Эквивалентный нейтральный класс — это классификация комплекса, если заряд локализован на лиганде, а не на металлическом центре. ^[1] Другими словами, эквивалентный нейтральный класс — это представление комплекса, как если бы заряда не было.

Ссылки

1. Crabtree, Robert H. ; Mingos, D. Michael P. , ред. (2007). Comprehensive Organometallic Chemistry III . Том 1. Elsevier. С. 22–29.
2. Метод CBC
3. Green, Malcolm LH (1995-09-20). "Новый подход к формальной классификации ковалентных соединений элементов". Журнал металлоорганической химии . 500 (1–2): 127–148. doi :10.1016/0022-328X(95)00508-N. ISSN  0022-328X.
4. Грин, Малкольм Л. Х .; Паркин, Джерард (10 июня 2014 г.). «Применение метода классификации ковалентных связей для преподавания неорганической химии». Журнал химического образования . 91 (6): 807–816. Bibcode : 2014JChEd..91..807G. doi : 10.1021/ed400504f. ISSN  0021-9584.
5. Crabtree, Robert H. (2005). Металлоорганическая химия переходных металлов (4-е изд.). Wiley-Interscience.
6. Спессард, Гэри О.; Мисслер, Гэри Л. (2010). Металлоорганическая химия (2-е изд.). Oxford University Press. С. 59–60.