مركب أمين معدني

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 8 صور
الموسوعة الحرة
نموذج الكرة والعصا لأيون رباعي أمين ثنائي أكوا النحاس (II)، [ Cu( NH3 ) 4 ( H2O ) 2 ] 2+

في كيمياء التناسق ، تُعرف معقدات الأمين المعدنية بأنها معقدات معدنية تحتوي على ربيطة واحدة على الأقل من الأمونيا ( NH₃ ) . ترتبط الأمونيا بمعظم أيونات المعادن كربيطة ، ولكن أكثر الأمثلة شيوعًا لمعقدات الأمين هي تلك الخاصة بالكروم (III)، والكوبالت (III)، والنيكل (II)، والنحاس (II)، بالإضافة إلى العديد من معادن مجموعة البلاتين . [ 1 ]

تُكتب كلمة "أمين" بهذه الطريقة لأسباب تاريخية؛ [ 2 ] في المقابل، تُكتب الروابط الحاملة لمجموعات الألكيل أو الأريل بحرف "م" واحد. بعض مركبات الأمين لها أسماء غير قياسية تستخدم كلمة "أمين" بحرف "م" واحد بدلاً من كلمة "أمين" بحرفين "م" في الاسم القياسي (انظر الأمثلة ).

تاريخ

التمثيلات الهيكلية التي استخدمها ألفريد فيرنر (على اليمين) وسوفوس مادز يورجنسن لأحد متصاوغات ملح ثنائي الكلوريد للمركب Pt (NH 3 ) 2 ( بيريدين ) 2 ] 2+ . [ 3 ]

لعبت معقدات الأمين دورًا محوريًا في تطوير كيمياء التناسق، وتحديدًا في تحديد التكوين الفراغي والبنية. فهي سهلة التحضير، ويمكن تحديد نسبة المعدن إلى النيتروجين فيها عن طريق التحليل العنصري. ومن خلال دراساتٍ أُجريت أساسًا على معقدات الأمين، طوّر ألفريد فيرنر مفهومه الحائز على جائزة نوبل حول بنية مركبات التناسق (انظر الشكل). [ 4 ] [ 1 ]

في الأصل، وُصفت أملاح [Co(NH₃ ) ₆ ] ³⁺ بأنها معقد لوتيو (باللاتينية: أصفر) للكوبالت. وقد تم التخلي عن هذا الاسم لأن الكيمياء الحديثة تعتبر اللون أقل أهمية من البنية الجزيئية. كما تم تصنيف معقدات أمينية فلزية أخرى وفقًا لألوانها، مثل بوربورو (باللاتينية: بنفسجي) لمعقد خماسي أمين الكوبالت ، وبراسيو ( باليونانية: أخضر) وفيوليو (باللاتينية: بنفسجي) لمعقدين متماثلين من رباعي الأمين . [ 5 ]

كان ملح ماغنوس الأخضر أحد أوائل مركبات الأمين التي تم وصفها ، ويتكون من مركب رباعي أمين البلاتين [ Pt( NH3 ) 4 ] 2+ . [ 6 ]

البنية والترابط

الأمونيا مانح سيجما نقي، وتقع في منتصف السلسلة الطيفية الكيميائية ، وتُظهر سلوكًا متوسطًا بين الصلابة واللين (انظر أيضًا نموذج ECW [ 7 ] [ 8 ] ). وقد تم توصيف أمينات الروديوم (III)، وهي مواد مغناطيسية معاكسة، باستخدام مطيافية الرنين النووي المغناطيسي للنيتروجين -15 . [ 9 ]

يُصنَّف الأمونيا كربيطة L في طريقة تصنيف الروابط التساهمية . وفي طريقة عد الإلكترونات المعتادة ، يُعتبر ربيطة ثنائية الإلكترون. كما أن الأمونيا جزيء صغير الحجم بحيث تكون التأثيرات الفراغية ضئيلة. تُسهِّل هذه العوامل تفسير النتائج البنيوية والطيفية. وقد دُرست مسافات M–N في المركبات [ M ( NH₃ ) ₆ ] ₙ⁺ مرارًا وتكرارًا باستخدام تقنية حيود الأشعة السينية . [ 10 ]

المسافات بين M و N لـ [ M( NH3 ) 6 ] n +
من +المسافة بين M و N (بالأنغستروم)توزيع الإلكترونات dتعليق
شركة3+1.936t 2g 6 e g 0الشحنات الثلاثية ذات الدوران المنخفض صغيرة
شركة2+2.114t 2g 5 e g 2عدد سكان المدار e g والشحنة الموجبة المنخفضة
رو3+2.104t 2g 5 e g 0كاتيون ثلاثي منخفض الدوران، لكن الروثينيوم أكبر حجماً من الكوبالت بطبيعته
رو2+2.144t 2g 6 e g 0أيون ثنائي منخفض الدوران

أمثلة

تُعرف معقدات البولي (أمين) المتجانسة للعديد من الفلزات الانتقالية. وغالبًا ما تكون صيغتها [ M(NH3 ) 6 ] n + حيث n = 2، 3، وحتى 4 (M = Pt). [ 11 ]

معادن مجموعة البلاتين

تُشكّل فلزات مجموعة البلاتين مُركّبات أمينية مُتنوّعة. يُعدّ كلٌّ من مُركّب خماسي أمين (ثنائي نيتروجين) روثينيوم (II) ومُركّب كرويتز-تاوب مثالين مدروسين جيدًا ولهما أهمية تاريخية. يُعتبر مُركّب cis- [ PtCl₂ (NH₃ ) ₂ ] ، المعروف باسم سيسبلاتين ، دواءً هامًا مُضادًا للسرطان. أما كلوريد خماسي أمين الروديوم ( [ RhCl(NH₃ ) ₅ ] ²⁺ ) فهو مُركّب وسيط في تنقية الروديوم من خاماته.

الكوبالت (III) والكروم (III)

تُعدّ أمينات الكروم (III) والكوبالت (III) ذات أهمية تاريخية. تتميز كلتا مجموعتي الأمينات بخمولهما الحركي النسبي، مما يسمح بفصل المتصاوغات. [ 12 ] على سبيل المثال، يوجد كلوريد رباعي أمين ثنائي كلورو الكروم (III)، [ Cr(NH₃)₄Cl₂ ] Cl ، في صورتين : المتصاوغ سيس ذو اللون البنفسجي، بينما المتصاوغ ترانس ذو اللون الأخضر. أما ثلاثي كلوريد سداسي الأمين ( كلوريد سداسي أمين الكوبالت (III) ، [ Co(NH₃ ) ₆ ] Cl₃ ) فيوجد في صورة متصاوغ واحد فقط. وقد تم الإبلاغ عن " ملح راينكه " ذي الصيغة [ NH₄ ] ⁺ [ Cr(NCS) ₄ (NH₃ ) ₂ ] ⁻ · H₂O لأول مرة عام 1863. [ 13 ]

النيكل (II)، الزنك (II)، النحاس (II)

عينة من كلوريد الكلوروبنتامينكوبالت [ CoCl(NH3 ) 5 ] Cl2 ، توضح الألوان الزاهية النموذجية لمركبات الأمين المعدنية الانتقالية.

يشكل الزنك (II) رباعي أمين عديم اللون صيغته [ Zn(NH₃ ) ₄ ] ²⁺ . [ 14 ] وكما هو الحال في معظم مركبات الزنك، يتميز ببنية رباعية الأوجه. أما سداسي أمين النيكل فهو بنفسجي اللون، بينما يكون مركب النحاس (II) أزرق داكن. ويُعد اللون الأزرق الداكن سمة مميزة لوجود النحاس (II) في التحليل غير العضوي النوعي .

النحاس (I) والفضة (I) والذهب (I)

لا يُشكّل النحاس الأحادي إلا مُركّبات غير مستقرة مع الأمونيا، بما في ذلك المُركّب الثلاثي المُستوي [Cu(NH₃ ) ₃ ] ⁺ . [ 15 ] يُعطي الفضة مُركّب ثنائي الأمين [Ag(NH₃ ) ₂ ] ⁺ ذو هندسة تنسيق خطية. [ 16 ] هذا هو المُركّب الذي يتكوّن عند إذابة كلوريد الفضة، الذي يكون غير قابل للذوبان في الأحوال العادية، في محلول الأمونيا المائي . هذا المُركّب نفسه هو المُكوّن الفعّال في كاشف تولنز . يتفاعل كلوريد الذهب الأحادي مع الأمونيا لتكوين [ Au( NH₃ ) ₂ ] ⁺ . [ 17 ]

ردود الفعل

تبادل الليجاند وتفاعلات الأكسدة والاختزال

بما أن الأمونيا رابطة أقوى من الماء في السلسلة الطيفية الكيميائية ، فإن معقدات الأمين المعدنية تكون أكثر استقرارًا من معقدات الماء المقابلة لها . ولأسباب مماثلة، فإن معقدات الأمين المعدنية أقل قدرة على الأكسدة من معقدات الماء المقابلة لها. وتتجلى هذه الخاصية الأخيرة في استقرار [ Co(NH₃ ) ₆ ] ³⁺ في المحلول المائي، وعدم وجود [ Co(H₂O ) ₆ ] ³⁺ ( الذي من شأنه أن يؤكسد الماء).

تفاعلات الحمض والقاعدة

بمجرد ارتباط الأمونيا بأيون فلزي، تفقد خاصيتها القاعدية. ويتضح ذلك من خلال استقرار بعض معقدات الأمين الفلزية في محاليل الأحماض القوية. فعندما تكون الرابطة M– NH₃ ضعيفة ، يتفكك ربيطة الأمين ويحدث برتنة. ويتجلى هذا السلوك في عدم تفاعل [ Co(NH₃ ) ₆ ] ³⁺ وتفاعل [ Ni (NH₃ ) ₆ ] ²⁺ مع الأحماض المائية. ويرتبط بهذا التفاعل تفاعل كلوريد الزئبق (II) مع الأمونيا (تفاعل كالوميل)، حيث يكون أميدوكلوريد الزئبق الناتج غير قابل للذوبان بدرجة كبيرة.

HgCl₂ + 2 NH₃ → HgCl (NH₂ ) + [ NH₄ ] Cl

تُعدّ روابط الأمين أكثر حمضية من الأمونيا (pKa ~ 33 في ثنائي ميثيل سلفوكسيد ). بالنسبة للمركبات الكاتيونية العالية مثل [ Pt(NH₃ ) ₆ ] ⁴⁺ ، يمكن الحصول على القاعدة المرافقة. يؤدي نزع البروتون من مركبات هاليد الأمين للكوبالت (III)، مثل [ CoCl(NH₃ ) ₅ ] ²⁺ ، إلى إضعاف رابطة Co–Cl، وفقًا لآلية Sn1CB .

أكسدة الأمونيا

يمكن دمج نزع البروتون مع الأكسدة، مما يسمح بتحويل معقدات الأمين إلى معقدات النيتروزيل : [ 18 ]

H₂O + [ Ru( terpy )( bipy )(NH₃ ) ] ⁺ → [ Ru ( terpy)(bipy)(NO)] ²⁺ + 5H⁺ + 6e⁻

نقل ذرة الهيدروجين

في بعض مركبات الأمين، تكون الرابطة N–H ضعيفة. وبالتالي، فإن أحد مركبات أمين الموليبدينوم يُطلق الهيدروجين: [ 18 ]

2 Mo (terpy)( PMe 2 Ph ) 2 (NH 3 ) ] + → 2 [ Mo(terpy)(PMe 2 Ph) 2 (NH 2 )] + + H 2

يُعد هذا السلوك ذا صلة باستخدام معقدات الأمين المعدنية كعوامل محفزة لأكسدة الأمونيا. [ 19 ]

التطبيقات

تُستخدم مركبات الأمين المعدنية في العديد من التطبيقات. يُعد السيسبلاتين (cis-[ PtCl2 ( NH3 ) 2 ] ) دواءً يُستخدم في علاج السرطان . [ 20 ] وقد تم تقييم العديد من مركبات الأمين الأخرى لعناصر مجموعة البلاتين لهذا الغرض.

في فصل معادن البلاتين الفردية عن خاماتها، تعتمد العديد من الطرق على ترسيب [ RhCl(NH3 ) 5 ] Cl2 . في بعض طرق الفصل، يتم تنقية البلاديوم عن طريق التحكم في التوازنات التي تشمل [ Pd(NH3 ) 4 ] Cl2 و [ PdCl2 ( NH3 ) 2 ] و [ Pt (NH3 ) 4 ] [ PtCl4 ] ( ملح ماغنوس الأخضر ) .

في معالجة السليلوز ، يُستخدم أحيانًا مركب أمين النحاس المعروف باسم كاشف شفايتزر ( [ Cu(NH₃ ) ₄ ( H₂O ) ₂ ] (OH) ₂ ) لإذابة البوليمر. يُحضّر كاشف شفايتزر بمعالجة محلول مائي لأيونات النحاس (II) بالأمونيا. في البداية، يترسب هيدروكسيد أزرق فاتح، ثم يذوب مرة أخرى عند إضافة المزيد من الأمونيا.

[ Cu(H 2 O) 6 ] 2+ + 2 OH − → Cu(OH) 2 + 6 H 2 O
Cu(OH) 2 + 4 NH 3 + 2 H 2 O → [ Cu(NH 3 ) 4 (H 2 O) 2 ] 2+ + 2 OH −

فلوريد ثنائي أمين الفضة ( [ Ag(NH3 ) 2 ] F ) هو دواء موضعي يُستخدم لعلاج ومنع تسوس الأسنان (التجاويف) وتخفيف حساسية العاج. [ 21 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 أ. فون زيليفسكي "الكيمياء الفراغية لمركبات التناسق" جون وايلي: تشيتشستر، 1995. ISBN 0-471-95599-X.
  2. ↑ "تعريف الأمين" . www.merriam-webster.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27-06-2024 .
  3. ^ ألفريد فيرنر “Beitrag zur Konstitution anorganischer Verbindungen” Zeitschrift für anorganische Chemie 1893، المجلد 3، الصفحات 267–330. دوى : 10.1002/zaac.18930030136
  4. ↑ "الذكرى المئوية لفيرنر" جورج ب. كوفمان، محرر. سلسلة الكيمياء المتقدمة، 1967، المجلد 62. ISBN 978-0-8412-0063-0
  5. ↑ هيهي، جيمس إي. (1983). الكيمياء غير العضوية ( الطبعة الثالثة). ص 360.  
  6. ↑ أتوجي، م.؛ ريتشاردسون، ج. و.؛ راندل، ر. إ. ( 1957). "حول البنية البلورية لأملاح ماغنوس، Pt(NH3 ) 4PtCl4 " . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 79 (12): 3017-3020 . doi : 10.1021/ja01569a009 .
  7. ↑ لورانس، سي. وغال، جيه إف. مقاييس لويس للقاعدية والتقارب، البيانات والقياس، (وايلي 2010) الصفحات 50-51 ISBN 978-0-470-74957-9
  8. ↑ كريمر، ر. إي.؛ بوب، ت. ت. (1977). "عرض بياني لإنثالبيات تكوين النواتج الإضافية لأحماض وقواعد لويس". مجلة التعليم الكيميائي . 54 : 612-613 . doi : 10.1021/ed054p612 .استخدمت الرسوم البيانية الموضحة في هذه الورقة معايير قديمة. أما معايير E&C المحسّنة فهي مدرجة في نموذج ECW .
  9. ↑ أبلتون، تريفور ج.؛ هول، جون ر.؛ رالف، ستيفن ف. (1988). "أطياف الرنين النووي المغناطيسي للنيتروجين-15 لمركبات خماسي أمين الروديوم (III)". الكيمياء اللاعضوية . 27 (24): 4435-4437 . doi : 10.1021/ic00297a020 .
  10. ↑ هير، نيل جيه؛ بيتي، جيمس كيه (1977). "بنية نترات الحديد الثلاثي المائية السداسية. مقارنة أطوال روابط الحديد الثنائي والحديد الثلاثي في ​​بيئات ثمانية السطوح عالية الدوران". الكيمياء اللاعضوية . 16 (2): 245-250 . doi : 10.1021/ic50168a006 .
  11. ^ إيزمان ، رالف. كرينر، جويدو؛ نيمان، أنكي؛ ريشينباخ، ديرك. شميدينج، أكسل. سيشلا، توماس. زاخويجا، أوي؛ جاكوبس، هربرت (1996). "بنية نظيرية هيكسامينميتال (II) - هالوجينيد ثلاثي الأبعاد: [V(NH 3 ) 6 ]I 2 , [Cr(NH 3 ) 6 ]I 2 , [Mn(NH 3 ) 6 ]Cl 2 , [Fe(NH 3 ) 6 ]Cl 2 , [Fe(NH 3 ) 6 ]Br 2 , [Co(NH 3 ) 6 ] Br 2 , و [Ni(NH 3 ) 6 ]Cl 2 ". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 622 (7): 1161–1166 . دوى : 10.1002/zaac.19966220709 .
  12. ↑ باسولو، ف.؛ بيرسون، ر. ج. "آليات التفاعلات غير العضوية". جون وايلي وأولاده: نيويورك: 1967. ISBN 0-471-05545-X
  13. ^ Reinecke، A. “Über Rhodanchromammonium-Verbindungen” Annalen der Chemie und Pharmacie، المجلد 126، الصفحات 113-118 (1863). دوى : 10.1002/jlac.18631260116 .
  14. ↑ إسمان، ر. (1995). "تأثير التناسق على الروابط الهيدروجينية NH...X-. الجزء 1. [Zn(NH3 ) 4 ] Br2 و [Zn(NH3 ) 4 ] I2 " . مجلة التركيب الجزيئي . 356 (3): 201-206 . Bibcode : 1995JMoSt.356..201E . doi : 10.1016/0022-2860(95)08957-W .
  15. ↑ نيلسون، كيرستي ب.؛ بيرسون، إنغمار (2004). "كيمياء التناسق للنحاس (I) في الأمونيا السائلة، وفوسفيت ثلاثي الألكيل وثلاثي فينيل، ومحلول ثلاثي بوتيل فوسفين". معاملات دالتون (9): 1312-1319 . doi : 10.1039/B400888J . PMID 15252623 . 
  16. ↑ نيلسون، ك.ب.؛ بيرسون، إ.؛ كيسلر، ف.ج. (2006). "كيمياء التناسق لأيونات الفضة الأحادية والذهب الأحادية المذابة في محاليل الأمونيا السائلة والمائية، وفوسفيت ثلاثي الألكيل وثلاثي فينيل الفوسفيت، وثلاثي بوتيل الفوسفين". الكيمياء اللاعضوية . 45 (17): 6912-6921 . doi : 10.1021/ic060175v . PMID 16903749 . 
  17. ↑ شيرف، إل إم؛ باير، إس إيه؛ كراوس، إف؛ باواكيد، إس إم؛ شميدباور، إتش. (2013). "آثار البنية البلورية لمذيب الأمونيا [Au(NH3 ) 2 ] Cl·4NH3 " . الكيمياء اللاعضوية . 52 (4): 2157-2161 . doi : 10.1021/ic302550q . PMID 23379897 . 
  18. 1 2 دان، بيتر ل.؛ كوك، برايان ج.؛ جونسون، سامانثا إ.؛ أبيل، آرون م.؛ بولوك، ر. موريس (2020). "أكسدة الأمونيا باستخدام المركبات الجزيئية" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 142 (42): 17845-17858 . doi : 10.1021/ jacs.0c08269 . OSTI 1706682. PMID 32977718. S2CID 221938378 .   
  19. ↑ زوت، مايكل د.؛ بيترز، جوناس س. (2023). "تحسين المحفزات الكهربائية لأكسدة الأمونيا الحديدية الجزيئية عبر تأثيرات الاستبدال التي تعدل الجهد القياسي والاستقرار" . ACS Catalysis . 13 ( 21): 14052–14057 . doi : 10.1021/acscatal.3c03772 . PMC 11687368. PMID 39742034. S2CID 264338937 .   
  20. ↑ إس جيه ليبارد، جيه إم بيرج "مبادئ الكيمياء الحيوية غير العضوية" منشورات جامعة العلوم: ميل فالي، كاليفورنيا؛ 1994. ISBN 0-935702-73-3.
  21. ↑ روزنبلات، أ.؛ ستامفورد، تي سي إم؛ نيدرمان، ر. (2009). "فلوريد ثنائي أمين الفضة: "رصاصة فلوريد الفضة" لعلاج التسوس"مجلة أبحاث طب الأسنان . 88 ( 2 ): 116-125 . doi : 10.1177/0022034508329406 . PMID 19278981. S2CID 30730306 .