Aralash Fungsiyali Birikmalar

1.2. Ligandlar va ularning turlari

Uzoq vaqtlardan buyon olib borilgan tadqiqotlar natijasida XIX asrning oxirlariga kelib, barcha kimyoviy birikmalr ikki turkumga bo’linadi. Bularning birinchisi atom yoki soda birikmalr va ikkinchisi murakkab yoki molekulyar birikmalar nomini oldi. Keyinroq bir xil birikmalarni birinchi tarkibdagi birikmalar, ikkinchi xillari esa yuqori tarkibdagi birikmalar deb ataldi. CuCl₂, BF₂, NH₃, FeCl₃ kabi moddalar birinchi tartibdagi moddalar tarkibiga kiritildi. Ularning hosil bo’lishi valentlik qoidasiga bo’ysunadi. Yuqori tartibdagi moddalar biror soda birikmaning boshqa biror soda birikma bilan o’zaro birikishi natijasida hosil bo’ladi. Masalan: Mis xlorid eritmasining ammiak ta’sir ettirilganda, bu ikki soda birikmadan molekulyar birikma hosil bo’ladi [4]:

CuCl₂+4NH₃→CuCl₂^.4NH₃
Ba’zi bir murakkab moddalar boshqa murakkab moddalar bilan ximiyaviy o’zaro ta’sirlashganda yanada murakkabroq moddalar hosil bo’ladi. Bunday reaksiyalar uchun xarakterli insonlar tuzlarning suv bilan birikish, ionlarning gidratlanish, ammiakning suvga va kislotalarga birikishi turli tartibdagi alyuminatlarning hosil bo’lishini keltirish mumkin. Bunday reaksiyalar natijasida hosil bo’ladigan moddalar kompleks birikmalar jumlasiga kiradi.
Vaqt o’tishi bilan yuqori tartibdagi birikmalarning soni ko’patib bordi. Keyinchalik yuqori tartibli birikmalar nisbatan barqarorlarini kompleks birikmalar deb ataladigan bo’ldi.
Koordinasion birikma shunday birikmaki, uning molekulasi yoki ioni markaziy ion yoki atomga ega bo’lib, buni bir necha ion yoxud molekulalar, ya’ni ligandlar qurshab turadi.
Akademik Yu. N. Kukushkin kompleks birikmalarga quyidagi ta’rifni berdi: “Kompleks birikma deganda kristall holatda bo’lmasin, eritmada bolmasin, tarkibida ligandlar bilan qurshalgan markaziy atomi mavjud birikmalarni tushunmoq kerak.
Kompleks hosil bo’lish hodisasi ayrim elementlardagina uchramasdan, balki D. I. Mendeleyev davriy sistemasining ko’pchilik elementlariga xos hodisadir.
Tassir 1798-yilda birinchi bo’lib, kompleks CoCL₂^.6NH₃ ni hosil qildi. Kompleks birikmalarni o’rganish shuni ko’rsatadiki, kompleks hosil bo’lishi hodisasi ayrim elementlardagini uchramasdan balki D.I.Mendeliyev davriy sistemasidagi ko’pchilik elementlarga mansub bo’lgan muhim hodisadir [9].
Kompleks birikma shunday birikmaki, uning molekulasi markaziy atomga ega bo’lib, buni bir necha ion, yoxud molekulalar, ya’ni ligandlar qurshab turadi.
Ligand markaziy atom atrofida bitta yoki bir necha o’rin egallashi mumkin. Masalan: Cl^-, Br^-, I^-, CO, H₂O, NH₃ kabi ligandlarning har biri bittadan o’rin oladi.
Ular monodentat ligandlar deyiladi. Oksalat ioni, shuningdek etilendiamin ikkitadan o’rin egallaydi. Bunday ligandlar bidentat ligandlar deyiladi. Dietilentriamin uch dentatli ligand hisoblanadi. To’rt dentatli ligand uchun esa, triaminotrietilamin misol keltirish mumkin.
Kompleks birikma hatto eritmalarda ham o’zining mustaqilligini saqlab qolishga intiladi. Ionlarga oz darajadagina dissotsiyalanadi. Agar markaziy ionning musbat zaryadi uni qo’rshab turgan ligandlar manfiy zaryadlarining yig’indisidan ortiq bo’lsa, bunday kompleks-kation kompleks ; markaziy ionning zaryadi uni qo’rshab turgan ligandlar manfiy zaryadlarining yig’indisidan kam bo’lsa, u holda anion kompleks; markaziy ionning zaryadi bilan ligandlar zaryadlarining yig’indisi orasidagi ayirma nolga teng bo’lsa, neytral kompleks birikmalar deb ataladi. Kompleks birikmalar texnikada, meditsinada, qishloq xo’jaligida, ilm-fanda katta ahamyatga egadir.
Kompleks birikmalar tabiatda ko’p tarqalgan. Masalan, o’simliklarning yashil qismida bo’ladigan va fotosintezni amalga oshiruvchi modda xlorofill magniyning kompleks birikmasidir.Tirik xujayralarni kislorod bilan taminlab turuvchi modda qon gemoglabini temirning kompleks birikmasidir. Juda ko’p minerallar alyuminosilikatlar kompleks birikmalardan iborat.
Kompleks birikmalar hosil qilish uchun birikish, almashinish, oksidlanish, qaytarilish reaksiyalaridan foydalaniladi. Hosil qilingan kompleks birikmani reaksion aralashmadan ajratib olish ham katta ahamyatga ega. Buning uchun:
1) Erituvchini bug’latish orqali konsentrlangan reaksion aralashma hosil qilib, uni muz va tuz aralashmasi bilan sovutib, shu moddalar aralashmasidan kompleks birikmani kristallga o’tkazishdan;
2) Reaksion aralashmaga kompleks birikmani eritmaydigan, lekin kompleks hosil bo’lishida ishtirok etgan erituvchi bilan yaxshi aralashadigan boshqa biror erituvchidan oz-oz qo’sha borishdan va ekstraksiya usulidan foydalaniladi.
Ba’zan kompleks birikma juda tez hosil bo’ladi. Masalan: CuSO₄ eritmasiga NH₄OH eritmasi qo’shilishi bilanoq, to’q zangori tusli kompleks [ Cu(NH₃)₄SO₄] birikmasi hosil bo’ladi. Reaksion aralashmaga etil spirit qo’shib, bu kompleks birikmani kristal holda ajratib olish mumkin. Bu birikmada Cu²⁺ markaziy ion, NH₃^- molekulalari esa ligandlardir [10].
Keyingi vaqtlarda metallarning kompleks birikmalarini tayyorlash uchun suvsiz eritmalar ko’p qo’llaniladigan bo’ldi Masalan: CrCl₃ ning suvdagi eritmasiga etelendiamin NH₂-CH₂-CH₂-NH₂ qo’shilib, CrCl₃^.3NH₂-CH₂-CH₂-NH₂ tarkibli kompleks birikma hosil qilib bo’lmadi, lekin efirdagi eritmada bu kompleks birikmani hosil qilib, kristall holida ajratib olish mumkin bo’ldi.
Kompleks birikmalarning o’ziga xos suyuqlanish, qaynash, parchalanish temperaturalari, ma’lum erituvchilarda, xususan suvda eruvchanligi, elektir o’tkazuvchanligi va boshqa xossalari bo’ladi.
Bular ichida tadqiqotchilar etiborini o’ziga jalb etadiganlari qatoriga; komplekslarning tuzilishi, eruvchanligi, rangi, elektr o’tkazuvchanligi, oksidlanish qaytarilish xossalari, spektrlari, magnet xossalari kiradi.
Kompleks hosil qiluvchi sistema rangining o’zgarishini tekshirish orqali ko’pincha birikma tarkibini va uning barqaror yoki beqaror ekanligini aniqlash mumkin. Kompleks birikmalarning infraqizil nur yutishini o’rganish orqali birikma tarkibidagi atomlararo bog’lanish xarakterini bilib olish mumkin.
U yoki bu elementning koordinatsion birikma hosil qilish qobilyati o’ta element atomining sirtqi elektron qavati tuzilishiga va uning davriy sistemadagi o’rniga bog’liq bo’lib, koordinatsion birikmalar hosil qiluvchilar jumlasiga asosan sirtqi qavatda yetarli darajada bo’sh orbitallari bo’lgan metal ionlar kiradi. Koordinatsion birikma hosil qiluvchi zarracha elektron juftining aksektori vazifasini bajaradi. Agar markaziy atom kimyoviy bog’lanishda o’zining bo’sh s-orbitallari bilan ishtirok etsa, bu holda faqat δ(sigma)-bog’lanish, agar bo’sh p-orbitallar ham qatnashsa, δ- va π-bog’lanishlar yuzaga keladi(u p-, d-yoki f-orbitallari bilan ishtirok etganida ham δ-va π-bog’lanishlar kelib chiqadi. Quyidagi jadvalda markaziy atomlarning koordinatsion birikma hosil qilishda qanday orbitallar hisobiga ishtirok etishi ko’rsatilgan [6], [27].