Koordinasyon Bileşiklerinde İzomeri Ve İzomeri Deneyi

**Prof. Dr. Sinsi** · 12-20-2012

DENEYİN ADI: KOORDİNASYON BİLEŞİKLERİNDE İZOMERİ

DENEYİN AMACI: Trans ve cis [Co(en)2Cl2]Cl bileşiklerini sentezlemek

TEORİK BİLGİ:

Koordinasyon bileşikleri:

Merkez atomu veya merkez iyonu: Koorainasyon bileşiğinin merkezinde yer alan ve diğer yan guruplara bağlı olan atom veya iyona merkez atomu yada merkez iyonu denir

Bunlar genellikle metal atomu veya katyonlarıdır

Koordinasyon bileşiğinin merkezinde eksi yüklü bir iyon yer almaz

Bilinen elektrostatik kurallara göre eksi yükler cisimlerin çevresine doğru yayılmak zorundadır

Ligand: Merkez atomuna bağlı olan nötr molekül veya anyonlara ligand denir

Ligandlara örnek olarak NH3,H2O ve CO gibi nötr moleküller, Cl-, OH- gibi anyonlar verilebilir

Merkez atomuna bağlı olarak kararlılığını sürdüren artı yükler ligantta yoktur

Dönor atom: Ligand moleküllerinde merkez atomuna bağlanan atoma denir

Dönor sözcüğü verici anlamındadır

Bu sözcüğün kullanılmasının nedeni ligandların Lewis bazları olarak e çifti verdiklerinin düşünülmesidir

Koordinasyon sayısı: Merkez atomuna bağlı dönor atomlarının sayısına denir

Tek ve çok dişli Ligandlar: Ligandlarda bir veya daha çok sayıda dönor atom bulunabilir

Tek dönor atomlu ligandlar sadece bir atom ile merkez atomuna başlanacaklarından böyle ligandlara tek dişli ligand denir

NH3, CO ve F- örnek verilebilir

Bazı ligandlarda iki veya daha çok sayıda uçları ile merkez atomuna bağlanabileceklerinden iki dişli, üç dişli veya çok dişli ligandlar denir

İki veya daha çok dişli ligandlara şelat denir

Koordinasyon bileşiklerinde izomeri: İzomer, aynı bileşim formülünde fakat fizksel ve kimyasal özelliklerinde farklılık gösterebilen yapılarda rastlanan bir özelliktir

Koordinasyon bileşiklerinde rastlanan izomeri organik bileşiklerinkinden daha karmaşıktır ve koordinasyon bileşiklerinde daha önemlidir

Koordinasyon bileşiklerinde mğmkğn olabilen izomerileri 2 sınıfa ayırabiliriz

Bunlar;

1-) Steroizomeri

2-) Yapısal izomeri

Yapısal izomerilerde kapalı formülleri aynı olan birbirinden fazla molekül atom veya guruplar bağlanma sıraları farklı olacak şekilde düzenlenmiştir

Halbuki steroizomerlikte kapalı formülleri ve bağlanma sıraları aynı olan koordinasyon bileşiklerinin uzaktaki yerleşimlerinde farklılıklar vardır

Steroizomeri

1-) Enantiomeri

2-) Diastereoizomeri

3-) Geometrik izomeri

4-) Konformasyon izomerisi

İZOMERİ <

Yapısal izomeri

1-) Bağlanma izomerisi

2-) İyonlaşma izomerisi

3-) Koordinasyon izomerisi

4-) Hidrat izomerisi

5-) Polimerizasyon izomerisi

Geometrik izomeri: Koordinasyon bileşiklerinde merkez atomu veya atomlarında polinükleer koordinasyon bileşikleri bağlanan ligandların aynı geometri fakat farklı konumlarda yerleşmesi ile geometrik izomerler oluşur

İlgilendiğimiz ligandlar birbirine komşu olurlarsa bu tür izomeriye ccis izomeri, komşu değillerse trans izomeri vardır

Kare düzlem yapıda geometrik izomeri: Kare düzlem yapıda ligandların bulunacağı dört konum eşit olmakla birlikte, komşuluk durumları farklı olduğundan geometrik izomeri söz konusudur

MA2B2 türünde bir koordinasyon bileşiğin kare düzlem yapıda ligand iki farklı konumda bulunabilirler

A B B A

/ /

M M

/ /

B A A B

Cis Trans

Cis konumunda B ligandları veya A ligandları birbirlerine göre komşudur ve bu yapıdaki izomer cis izomeri olarak adlandırılır

Trans konumundaki B ve A ligandları birbirine komşudur veya B ile B karşıt konumdadır

Dolayısıyla buna trans izomeri denir

Düzgün sekizyüzlü yapıda geometrik izomeri : Kare düzlem izomeri ile yakın ilgisi vardır

[MA4B2] tipi düzgün sekizyüzlü koordinasyon bileşiklerinde geometrik izomeri vardır

Bu genel formüle sahip bileşiklerde 4 tane geometrik izomeri var gibidir

Dolayısıyla [MA4B2] için geometrik izomer sayısı 4 değil 2 dir

M-CO(III) ve A=NH3 ve B=Cl- olan koordinasyon bileşiği menekşe renkli cis ve trans diklorotetramin kobalt(III) ile Cr(III) ün benzer şekilleri en çok tanınan geometrik izomerlerdir

[MA3B3] tipindeki koordinasyon bileşiklerinde ligand ölçüsü örneğin düzgün sekizyüzlü merkez atomdan geçmeyen bir düzlemde yani aynı yüzeyde bulunur ise fac(facial yüzeysel); düzgün sekizyüzlü çevreleyen kürenin boylamı olan düzlemde bulunur ise mer(merdinal-boylamsal) ile A ligandının konumu belirtilir

Enantiyomerlik: Üstüste çakıştırılamayan ve biri diğerinin ayna görüntüsü olan moleküllerdir

Kiral moleküller enantiyomerlik gösterirler

Bir molekülün kiral olabilmesi için asimetrik olması gerekir

Özdeşlik elemanından başka hiçbir simetri elemanına sahip olmayan moleküller asimetriktir

Diyasteroizomerlik:Enantiyomer olmayan stereoizomerler olarak tanımlanabilir

İki ana sınıfta toplanırlar:

a)Geometrik izomerlik

b) Konformasyon izomeri => molekülün bir kısmının geri kalan kısmına göre bir bağ ekseni etrafında döndürülmesiyle birbirine dönüştürülebilen diyastreoizomerlerdir

Yapısal izomerlik:

1-)Bağlanma izomerisi: Birden fazla donör atomu olan bazı ligandlar merkez atomuna bunlardan biri veya diğeriyle bağlanarak farklı özelliklere sahip izomerler oluşturur

Genelde bu donör atomlardan biri, diğerine göre bağ yapmaya çok daha yatkındır

2-)İyonlaşma izomerliği: Hidrat izomerliğiyle benzeşir

Ancak bu izomerlik, birinci koordinasyon küresinin içindeki iyonlarla dışındaki iyonların yerdeğiştirmesinden kaynaklanır

3-)Koordinasyon izomerliği: Bu tür izomerlere hem anyonu hemde katyonu komplex iyon olan tuzlarda rastlanır

Bu izomerlik ligandların komplex anyon ile komplex katyon arasında farklı dağılımlarından kaynaklanır

4-)Hidrat izomerliği: Kristal halindeki bazı komplexlerde su molekülü birinci koordinasyon küresinin içinde veya dışında olabilir

5-)Polimerizasyon izomerisi: Bu tür izomerileşmeye polimerleşme adının verilmiş olması yanıltıcıdır

Bu izomer türünde basit formüldeki atom sayıları tam sayılı katlarına arttığı halde, polimerleşmede olduğu gibi basit formülle gösterilen birim tekrarlanmaktadır

DENEYİN YAPILIŞI:

A)Trans_[Co(en)2Cl2]Cl bileşiğinin sentezlenmesi:

0,5 gr kobalt (II) klorür hekzahidrat bir beherde 2,5 ml suda çözülür ve çözeltiye 7,5 ml %10’luk etilendiamin çözeltisi eklenir

Daha sonra 2-3 ml %30 luk H2O2 ve ortam bazik olana kadar %5’lik NaOH ilave edilir

Çözelti su banyosu üzerinde 40 dk buharlaştırılır

40 dk sonunda 7-5 ml der HCl ilave edilerek ısıtmaya devam edilir

Oluşan yeşil renkli kristaller oda sıc

da soğutulup,süzülür

HCl ve H2O’yu kaybetmesi için kristaller su banyosunda kurutulur

Etanol yada eterle yıkandıktan sonra 110° C’de kurutulur

B) Cis_[Co(en)2Cl2]Cl bileşiğinin sentezi:

0,25 gr

Trans_[Co(en)2Cl2]Cl bileşiği 1-2ml saf suda çözülür

1damla 6M NH3 damlatılıp,çözelti kuruluğa dek su banyosunda koyu menekşe renkli kristaller Cis_[Co(en)2Cl2]Cl tuzu elde edilene kadar ısıtılır

Ve oluşan menekşe renkli kristaller desikatörde kurutulur

Not: evde denemeyin!

12-20-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	Koordinasyon Bileşiklerinde İzomeri Ve İzomeri Deneyi DENEYİN ADI: KOORDİNASYON BİLEŞİKLERİNDE İZOMERİ DENEYİN AMACI: Trans ve cis [Co(en)2Cl2]Cl bileşiklerini sentezlemek TEORİK BİLGİ: Koordinasyon bileşikleri: Merkez atomu veya merkez iyonu: Koorainasyon bileşiğinin merkezinde yer alan ve diğer yan guruplara bağlı olan atom veya iyona merkez atomu yada merkez iyonu denir Bunlar genellikle metal atomu veya katyonlarıdır Koordinasyon bileşiğinin merkezinde eksi yüklü bir iyon yer almaz Bilinen elektrostatik kurallara göre eksi yükler cisimlerin çevresine doğru yayılmak zorundadır Ligand: Merkez atomuna bağlı olan nötr molekül veya anyonlara ligand denir Ligandlara örnek olarak NH3,H2O ve CO gibi nötr moleküller, Cl-, OH- gibi anyonlar verilebilir Merkez atomuna bağlı olarak kararlılığını sürdüren artı yükler ligantta yoktur Dönor atom: Ligand moleküllerinde merkez atomuna bağlanan atoma denir Dönor sözcüğü verici anlamındadır Bu sözcüğün kullanılmasının nedeni ligandların Lewis bazları olarak e çifti verdiklerinin düşünülmesidir Koordinasyon sayısı: Merkez atomuna bağlı dönor atomlarının sayısına denir Tek ve çok dişli Ligandlar: Ligandlarda bir veya daha çok sayıda dönor atom bulunabilir Tek dönor atomlu ligandlar sadece bir atom ile merkez atomuna başlanacaklarından böyle ligandlara tek dişli ligand denir NH3, CO ve F- örnek verilebilir Bazı ligandlarda iki veya daha çok sayıda uçları ile merkez atomuna bağlanabileceklerinden iki dişli, üç dişli veya çok dişli ligandlar denir İki veya daha çok dişli ligandlara şelat denir Koordinasyon bileşiklerinde izomeri: İzomer, aynı bileşim formülünde fakat fizksel ve kimyasal özelliklerinde farklılık gösterebilen yapılarda rastlanan bir özelliktir Koordinasyon bileşiklerinde rastlanan izomeri organik bileşiklerinkinden daha karmaşıktır ve koordinasyon bileşiklerinde daha önemlidir Koordinasyon bileşiklerinde mğmkğn olabilen izomerileri 2 sınıfa ayırabiliriz Bunlar; 1-) Steroizomeri 2-) Yapısal izomeri Yapısal izomerilerde kapalı formülleri aynı olan birbirinden fazla molekül atom veya guruplar bağlanma sıraları farklı olacak şekilde düzenlenmiştir Halbuki steroizomerlikte kapalı formülleri ve bağlanma sıraları aynı olan koordinasyon bileşiklerinin uzaktaki yerleşimlerinde farklılıklar vardır Steroizomeri 1-) Enantiomeri 2-) Diastereoizomeri 3-) Geometrik izomeri 4-) Konformasyon izomerisi İZOMERİ < Yapısal izomeri 1-) Bağlanma izomerisi 2-) İyonlaşma izomerisi 3-) Koordinasyon izomerisi 4-) Hidrat izomerisi 5-) Polimerizasyon izomerisi Geometrik izomeri: Koordinasyon bileşiklerinde merkez atomu veya atomlarında polinükleer koordinasyon bileşikleri bağlanan ligandların aynı geometri fakat farklı konumlarda yerleşmesi ile geometrik izomerler oluşur İlgilendiğimiz ligandlar birbirine komşu olurlarsa bu tür izomeriye ccis izomeri, komşu değillerse trans izomeri vardır Kare düzlem yapıda geometrik izomeri: Kare düzlem yapıda ligandların bulunacağı dört konum eşit olmakla birlikte, komşuluk durumları farklı olduğundan geometrik izomeri söz konusudurMA2B2 türünde bir koordinasyon bileşiğin kare düzlem yapıda ligand iki farklı konumda bulunabilirler A B B A / / M M / / B A A B Cis Trans Cis konumunda B ligandları veya A ligandları birbirlerine göre komşudur ve bu yapıdaki izomer cis izomeri olarak adlandırılır Trans konumundaki B ve A ligandları birbirine komşudur veya B ile B karşıt konumdadır Dolayısıyla buna trans izomeri denir Düzgün sekizyüzlü yapıda geometrik izomeri : Kare düzlem izomeri ile yakın ilgisi vardır [MA4B2] tipi düzgün sekizyüzlü koordinasyon bileşiklerinde geometrik izomeri vardır Bu genel formüle sahip bileşiklerde 4 tane geometrik izomeri var gibidir Dolayısıyla [MA4B2] için geometrik izomer sayısı 4 değil 2 dir M-CO(III) ve A=NH3 ve B=Cl- olan koordinasyon bileşiği menekşe renkli cis ve trans diklorotetramin kobalt(III) ile Cr(III) ün benzer şekilleri en çok tanınan geometrik izomerlerdir [MA3B3] tipindeki koordinasyon bileşiklerinde ligand ölçüsü örneğin düzgün sekizyüzlü merkez atomdan geçmeyen bir düzlemde yani aynı yüzeyde bulunur ise fac(facial yüzeysel); düzgün sekizyüzlü çevreleyen kürenin boylamı olan düzlemde bulunur ise mer(merdinal-boylamsal) ile A ligandının konumu belirtilir Enantiyomerlik: Üstüste çakıştırılamayan ve biri diğerinin ayna görüntüsü olan moleküllerdir Kiral moleküller enantiyomerlik gösterirler Bir molekülün kiral olabilmesi için asimetrik olması gerekir Özdeşlik elemanından başka hiçbir simetri elemanına sahip olmayan moleküller asimetriktir Diyasteroizomerlik:Enantiyomer olmayan stereoizomerler olarak tanımlanabilir İki ana sınıfta toplanırlar: a)Geometrik izomerlik b) Konformasyon izomeri => molekülün bir kısmının geri kalan kısmına göre bir bağ ekseni etrafında döndürülmesiyle birbirine dönüştürülebilen diyastreoizomerlerdir Yapısal izomerlik: 1-)Bağlanma izomerisi: Birden fazla donör atomu olan bazı ligandlar merkez atomuna bunlardan biri veya diğeriyle bağlanarak farklı özelliklere sahip izomerler oluşturur Genelde bu donör atomlardan biri, diğerine göre bağ yapmaya çok daha yatkındır 2-)İyonlaşma izomerliği: Hidrat izomerliğiyle benzeşir Ancak bu izomerlik, birinci koordinasyon küresinin içindeki iyonlarla dışındaki iyonların yerdeğiştirmesinden kaynaklanır 3-)Koordinasyon izomerliği: Bu tür izomerlere hem anyonu hemde katyonu komplex iyon olan tuzlarda rastlanır Bu izomerlik ligandların komplex anyon ile komplex katyon arasında farklı dağılımlarından kaynaklanır 4-)Hidrat izomerliği: Kristal halindeki bazı komplexlerde su molekülü birinci koordinasyon küresinin içinde veya dışında olabilir 5-)Polimerizasyon izomerisi: Bu tür izomerileşmeye polimerleşme adının verilmiş olması yanıltıcıdır Bu izomer türünde basit formüldeki atom sayıları tam sayılı katlarına arttığı halde, polimerleşmede olduğu gibi basit formülle gösterilen birim tekrarlanmaktadır DENEYİN YAPILIŞI: A)Trans_[Co(en)2Cl2]Cl bileşiğinin sentezlenmesi: 0,5 gr kobalt (II) klorür hekzahidrat bir beherde 2,5 ml suda çözülür ve çözeltiye 7,5 ml %10’luk etilendiamin çözeltisi eklenir Daha sonra 2-3 ml %30 luk H2O2 ve ortam bazik olana kadar %5’lik NaOH ilave edilir Çözelti su banyosu üzerinde 40 dk buharlaştırılır 40 dk sonunda 7-5 ml der HCl ilave edilerek ısıtmaya devam edilir Oluşan yeşil renkli kristaller oda sıcda soğutulup,süzülür HCl ve H2O’yu kaybetmesi için kristaller su banyosunda kurutulur Etanol yada eterle yıkandıktan sonra 110° C’de kurutulur B) Cis_[Co(en)2Cl2]Cl bileşiğinin sentezi: 0,25 gr Trans_[Co(en)2Cl2]Cl bileşiği 1-2ml saf suda çözülür 1damla 6M NH3 damlatılıp,çözelti kuruluğa dek su banyosunda koyu menekşe renkli kristaller Cis_[Co(en)2Cl2]Cl tuzu elde edilene kadar ısıtılır Ve oluşan menekşe renkli kristaller desikatörde kurutulur Not: evde denemeyin!