Koordinaatiokehä

Koordinaatiokehä on kompleksiyhdisteissä keskusioniin sitoutuneista ligandeista ja niiden kanssa vuorovaikuttavista molekyyleistä tai ioneista muodostuva ympäristö. Koordinaatiokehä voidaan jakaa sisä- ja ulkokehiin riippuen siitä, miten ne vuorovaikuttavat keskusionin kanssa.

Sisä- ja ulkokehä

Koordinaatiokehän teorian esitti Alfred Werner. Werner ehdotti vuonna 1912, että kompleksiyhdisteissä metalli-ioniin on kahdenlaisia vuorovaikutuksia. Ligandit, jotka ovat suoraan sitoutuneet keskusioniin muodostavat niin sanotun sisäkehän eli primäärisen koordinaatiokehän ja vastaionit ja liuottimet, jotka eivät muodosta varsinaista kompleksia, mutta toimivat sähköisen tasapainon ylläpitämisessä muodostavat ulkokehän eli sekundäärisen koordinaatiokehän. Ulkokehään kuuluvat ligandit vuorovaikuttavat kompleksi-ionin kanssa ionisin vuorovaikutuksin tai vetysidoksin, mutta eivät muodosta suoraa sidosta keskusionin kanssa. Tätä määritelmää käytetään nykyäänkin. Esimerkiksi kompleksi-ionissa [CoCl₂(NH₃)₄]Cl keskusionina on koboltti-ioni ja sisäkehän muodostavat neljä ammoniakkimolekyyliä ja yksi kloridi-ioni. Ulkokehän muodostaa vastaionina toimiva kloridi-ioni. Kirjoitettaessa kompleksiyhdisteiden kaavoja keskusioni ja sisäkehän ligandit sijoitetaan hakasulkeiden sisään.^[1]^[2]^[3]^[4]^[5]

Kiinteässä rautasulfaatin heptahydraatissa FeSO₄·7H₂O rautaioni toimii keskusionia, jota ympäröi kuusi vesimolekyyliä, jotka muodostavat sisäkehän. Yksi vesimolekyyli ja sulfaatti-ioni muodostavat ulkokehän.

Koordinaatiokehistä sisäkehään sitoutuneet ligandit ovat sitoutuneet voimakkaammin keskusioniin kuin ulkokehän ligandit. Sisemmässä koordinaatiokehässä tapahtuvia reaktioita ovat muun muassa ligandienvaihtoreaktiot sekä koordinaatioluvun muutokset. Vaikka monet tärkeät reaktiot koordinaatioyhdisteissä tapahtuvat sisäkehällä on myös ulkokehän ligandeilla vaikutusta niihen. Ulkokehän ligandeilla on vaikutusta erityisesti elektroninsiirtoreaktioissa sekä substraatin aktivoinnissa ja niillä on katalyyttistä merkitystä esimerkiksi monissa entsyymien katalysoimissa reaktioissa.^[1]^[4]^[5]

Lähteet

↑ ^a ^b Geoffrey A. Lawrance: Introduction to Coordination Chemistry, s. 16-17, 46, 146. John Wiley & Sons, 2013. ISBN 978-1-118-68140-4 (englanniksi)
↑ Brian W. Pfennig: Principles of Inorganic Chemistry, s. 486. John Wiley & Sons, 2015. ISBN 978-1-118-85910-0 Kirja Googlen teoshaussa. (englanniksi)
↑ George B. Kauffman & Jack Halpern: Coordination compound Encyclopædia Britannica Online. Viitattu 25.8.2017. (englanniksi)
↑ ^a ^b J. A. Cowan: Inorganic Biochemistry, s. 17. John Wiley & Sons, 1997. ISBN 978-0-471-18895-7 Kirja Googlen teoshaussa. (englanniksi)
↑ ^a ^b R. Morris Bullock: Catalysis without Precious Metals, s. 249. John Wiley & Sons, 2011. ISBN 978-3-527-63240-4 Kirja Googlen teoshaussa. (englanniksi)

[introduction-1] Geoffrey A. Lawrance: Introduction to Coordination Chemistry, s. 16-17, 46, 146. John Wiley & Sons, 2013. ISBN 978-1-118-68140-4 (englanniksi)

[2] Brian W. Pfennig: Principles of Inorganic Chemistry, s. 486. John Wiley & Sons, 2015. ISBN 978-1-118-85910-0 Kirja Googlen teoshaussa. (englanniksi)

[3] George B. Kauffman & Jack Halpern: Coordination compound Encyclopædia Britannica Online. Viitattu 25.8.2017. (englanniksi)

[inorganic-4] J. A. Cowan: Inorganic Biochemistry, s. 17. John Wiley & Sons, 1997. ISBN 978-0-471-18895-7 Kirja Googlen teoshaussa. (englanniksi)

[Catalysis-5] R. Morris Bullock: Catalysis without Precious Metals, s. 249. John Wiley & Sons, 2011. ISBN 978-3-527-63240-4 Kirja Googlen teoshaussa. (englanniksi)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]