ایزومریسم در ترکیبات کمپلکس
ترکیبات کمپلکس با فرمول یکسان میتوانند در آرایش فضایی یا اتصال لیگاندها متفاوت باشند و منجر به ایزومرهای هندسی، نوری، پیوندی و سایر ایزومرها با خواص متمایز شوند.
Definition
ایزومریسم در ترکیبات کمپلکس، وجود دو یا چند ترکیب متمایز است که فرمول شیمیایی یکسانی دارند اما در آرایش فضایی (استریوایزومرها) یا در اتصال (ایزومرهای ساختاری) لیگاندها در اطراف مرکز فلزی متفاوت هستند.
Scope
این موضوع به انواع ایزومریسم نشان داده شده توسط ترکیبات کمپلکس میپردازد: استریوایزومریسم، شامل ایزومرهای هندسی سیس/ترانس و فاک/مر و ایزومرهای نوری کایرال کمپلکسهای هشتوجهی و سایر کمپلکسها؛ و ایزومریسم ساختاری، شامل ایزومرهای پیوندی، کوردیناسیونی، یونشی و هیدراته. این موضوع به چگونگی تمایز ایزومرها و چرایی حمایت وجود آنها از نظریه کوردیناسیون میپردازد، اما مدلهای پیوندی و مکانیسمهای واکنش را به موضوعات دیگر واگذار میکند.
Core questions
- چه ایزومرهای هندسی برای یک هندسه کوردیناسیونی معین ممکن است؟
- چه زمانی یک کمپلکس فلزی کایرال است و فعالیت نوری چگونه نشان داده میشود؟
- ایزومرهای پیوندی، یونشی و کوردیناسیونی چگونه در اتصال متفاوت هستند؟
- وجود ایزومرها چگونه از نظریه کوردیناسیون ورنر حمایت کرد؟
Key concepts
- ایزومرهای سیس و ترانس
- ایزومرهای فاک و مر
- ایزومرهای نوری و کایرالیته
- ایزومریسم پیوندی
- ایزومریسم یونشی و هیدراته
- ایزومریسم کوردیناسیونی
Key theories
- ایزومریسم هندسی
- لیگاندها در موقعیتهای کوردیناسیونی ثابت میتوانند مکانهای مجاور یا مقابل را اشغال کنند و ایزومرهای سیس/ترانس را در کمپلکسهای مربع-مسطح و هشتوجهی و ایزومرهای فاک/مر را در گونههای هشتوجهی MA3B3 با خواص متفاوت ایجاد کنند.
- ایزومریسم نوری و کایرالیته
- کمپلکسهای هشتوجهی مانند تریس-کلاتها فاقد محور تقارن نامناسب هستند و به صورت تصاویر آینهای غیرقابل انطباق وجود دارند؛ حل این کمپلکسها توسط ورنر ثابت کرد که مراکز فلزی میتوانند واقعاً کایرال باشند.
- ایزومریسم ساختاری
- ترکیبات با فرمول یکسان میتوانند در اتصال از طریق ایزومریسم پیوندی، یونشی، هیدراته و کوردیناسیونی متفاوت باشند، که نشاندهنده این است که کدام اتم از یک لیگاند دو دندانه (ambidentate) متصل میشود یا چگونه یونها بین کره کوردیناسیونی و شبکه توزیع میشوند.
Clinical relevance
ایزومریسم در عمل اهمیت دارد زیرا ایزومرهای هندسی و نوری کمپلکسهای فلزی میتوانند واکنشپذیری و فعالیت بیولوژیکی متفاوتی داشته باشند، مانند تفاوت بین ایزومرهای فعال سیس و غیرفعال ترانس داروی پلاتینی مورد استفاده در درمان سرطان.
History
تعداد و نوع ایزومرهایی که یک کمپلکس نشان میداد، شواهد اصلی در بحث بین نظریه کوردیناسیون ورنر و نظریه زنجیرهای یورگنسن بود. حل یک کمپلکس کبالت فعال نوری توسط ورنر در سال ۱۹۱۱، و بعدها یک کمپلکس بدون کربن، به طور قاطع تأیید کرد که کمپلکسها ساختارهای سهبعدی مشخصی دارند.
Key figures
- Alfred Werner
- Sophus Mads Jørgensen
- Edith Humphrey
Related topics
Seminal works
- werner1911
- weller2018
- cotton1999
Frequently asked questions
- چرا کمپلکسهای هشتوجهی میتوانند فعال نوری باشند در حالی که نمکهای معدنی ساده نیستند؟
- هنگامی که لیگاندهای کلاتکننده به دور یک فلز هشتوجهی میپیچند، میتوانند آرایشی را ایجاد کنند که فاقد هرگونه صفحه آینهای یا محور نامناسب باشد، بنابراین کمپلکس و تصویر آینهای آن غیرقابل انطباق هستند، که دقیقاً شرط فعالیت نوری است.
- ایزومر پیوندی چیست؟
- ایزومر پیوندی زمانی ایجاد میشود که یک لیگاند دو دندانه (ambidentate)، مانند نیتریت، بتواند از طریق یکی از دو اتم دهنده مختلف – از طریق نیتروژن یا از طریق اکسیژن – متصل شود و دو ترکیب با فرمول یکسان اما اتصال فلز-لیگاند و خواص متفاوت ایجاد کند.