لیگاند

لیگاند (به انگلیسی: Ligand) در شیمی به مولکول یا یونی گفته می‌شود که با فلز مرکزی پیوند برقرار کرده و ترکیب کمپلکس دهد. در شیمی پیوند، یک لیگاند یونی یا مولکولی (گروه تابع) است که به یک اتم مرکزی فلزی متصل می شود؛ تا یک ترکیب پیوندی را تشکیل دهد. رابطه میانی فلز و لیگاند به طور کل در بر دارنده یک یا بیشتر از یک جفت الکترون های لیگاند است. طبیعت پیوند فلز – لیگاند را می توان از پیوند با یون دسته‌بندی کرد. به علاوه؛ ترتیب پیوند فلز – لیگاند را می توان از یک تا سه دسته‌بندی کرد. لیگاندها همانند پایه و اساس لویس دیده می شود؛ اگرچه موارد کم یابی را می شناسیم که در بر دارنده «لیگاند» اسیدی لویس باشد. فلزات و شبه فلزات محدود به لیگاندهای موجود در همه شرایط محیط می باشند؛ اگر چه یون ها فلزی «عادی» گازی را می توان در خلاء بزرگ تولید کرد. لیگاندها در یک ترکیب بیانگر انفعالات اتم مرکزی می باشد؛ که سرعت های جابجایی لیگاند را در بر دارد، انفعالات خود لیگاندها و(redox) اکسایش و گزینش لیگاند توجه اساسی به بسیاری از نواحی کاربردی است که شیمی bioinorganic و دارویی، شیمی تجزیه همگن و شیمی زیست محیطی را داراست لیگاندها را می توان به راه های بسیاری دسته بندی کرد؛ وزن آن ها، سایز آن ها (حجم آن ها) ، همان اتم های پیوندی و تعداد الکترون های دهنده به فلز ( لامسه ای) . سایز یک لیگاند را زاویه مخروطی شکل آن بیانگر است.

تاریخچه

تشکیل ترکیبات پیوندی از اوایل 1800s شناخته شده است؛ نیل فرنگی و copper (مس) - Vitriol (تند و سوزاننده). پیشرفت اساسی غیر منتظره زمانی رخ داد که آلفرد ورنر فرمول ها و ایزومرها را منطبق کرد. وی نشان داد که میان مواد دیگرهم که فرمول های ترکیبات زیاد کبالت (III) و کروم (III) را تشکیل می دهد؛ می توان این امر را درک کرد ؛ در صورتیکه فلز شش لیگاند در یک هندسه 8 سطحی داشته باشد. اولین بار آلفرد استاک و کارل سامیسکی واژه «لیگاند» را به کار بردند؛ در رابطه با شیمی سیلیسیوم. این نظریه اجازه می دهد تا تفاوت میان کلراید یونی در کلرایدهای آمینه کبالت را بیان می کند و به شرح بسیاری از ایزومرهایی که در گذشته غیر قابل توضیح بوده اند؛ می پردازد. او اولین ترکیب پیوندی را که henol در ایزومهای نوری نامیده شد، تعیین کرد؛ با توقف نظریه ای که وابسته به یک شکل سه بعدی در آن ضرورتاً با ترکیبات کربن پیوند زده شده بود.

قدرت یک لیگاند

قدرت لیگاندهای مختلف در تشکیل پیوند با فلزات با هم تفاوت دارد. تفاوت قدرت لیگاندها باعث تفاوت در مقدار شکافتگی سطوح انرژی در فلز در اثر حضور لیگاند می‌شود. این مورد از مباحث نظریه میدان لیگاند است. به طور کل می توان لیگاندها را به عنوان دهندگان الکترون و فلزات رابه عنوان پذیرشدهندگان الکترون تلقی کرد؛ چرا که لیگاند و فلز مرکزی به یکدیگر وصل هستند و لیگاند دو الکترون را فراهم می آورد تا به جای پیوستگی با فلز و لیگاند قرار دهد – هر یک فراهم کننده یک الکترون است. پیوستگی اغلب با استفاده از فرمول سازی نظریه مولکولی اوربیتال توصیف می شود. HOMO (اوربیتالی که بیشترین مولکول را داراست) را می توان از ویژگی های لیگاند یا فلزات دانست.

سایت‌های فعال در لیگاند

تعداد سایت‌های فعال در لیگاندها متغیر است. در شیمی معدنی لیگاند (چنگاله) دارای چند سایت فعال برای حمله به یک فلز را، لیگاند چنگالنده (به انگلیسی: chelator) می‌نامند.

در شیمی آلی فلزی لیگاندهای دو یا چند دندانه به سه شکل دانگل، کی لیت یا پل به فلز متصل می شوند.

اثر قدرت لیگاند در ساختار ترکیبات کمپلکس

به دلیل تفاوت مقدار میدان لیگاندها ساختمان ترکیبات کمپلکس از هم متفاوت است. این ترکیبات می‌توانند ساختاری هشت وجهی یا چهاروجهی داشته باشند.

منابع

• Introduction to ligand field theory (McGraw-Hill series in advanced chemistry) by Carl Johan, McGraw-Hill Publishing, 1962
• Peter Atkins and Julio de Paula, Physical chemistry, W. H. Freeman; 8th edition, U.S.A, 2006. ISBN 0-7167-8759-8

جستارهای وابسته

• ترکیب کمپلکس
• نظریه میدان لیگاند
• شیمی معدنی
• شیمی آلی فلزی
• لیگاند (بیوشیمی)