Sigma hin, pi Rück und pi hinbindung?
Hab am am Donnerstag meine aller letzte Prüfung im Bachelor im Fach Chemie.
Es geht um Komplexchemie. Hab eigentlich alles soweit verstanden doch leider verstehe ich nicht warum einige liganden eine gute pi hinbindung machen und andere eine gute pi Rückbindung. Und vor allem verstehe nicht warum nh3 noch ein ein reiner sigma donator ist.
Bin für jede Hilfe sehr dankbar.
1 Antwort
CO und CN haben ein (leeres) antibindendes pi-Orbital in das das Metall Elektronendichte donieren kann. Das ist dann eine gute pi-Rückbindung (wobei das bei CO besser geht als bei CN). Allgemein ist alles was Elektronendichte vom Metall abziehen kann gut, weil die Metalle ja ihre Elektronen loswerden wollen.
Pi-Hinbindung sind dann die, die pi-Elektronen auf das Metall übertragen (also die die freie Elektronenpaare in p-Orbitalen besitzen). was dann nicht so günstig ist. Das machen z.b. Halogene wie Cl (wobei die weniger elektronegativen das natürlich eher machen).
NH3 ist deswegen ein reiner sigma Donor, weil es sp3 hybridisiert ist. Das freie Elektronenpaar kann dann über eine sigma Bindung ans Metall koordinieren. Pi-Orbitale hat das N keine mehr (wegen der Hybridisierung), mit denen es irgendwas anstellen könnte.
Halogene haben alles besetzt (volle Schale und so), also bei denen sind alle p-Orbitale voll. Da ist kein Platz mehr
Ja, aber der Punkt bei NH3 ist die sp3 Hybridisierung. Die Orbitale stehen nicht so, dass sie irgendwas mit dem Metall machen können. Du hast ja einen Tetraeder der Orbitale. Und nur das eine sp-Orbital zeigt zum Metall.
Ok soweit komme ich mit. Aber bei CO oder NO bindet doch auch durch eine Sigma Bindung an das Zentral Atom. Wieso entstehen dort dann pi Orbitale über welche dann die ruckbindung stattfinden kann?
Vielen Dank
Ja, das ist eine sigma Bindung des freien Elektronenpaars vom Kohlenstoff (im Fall des CO). Die Orbitale entstehen da aber nicht in dem Sinn, die sind schon vorher da. Das pi-Orbital in das das Metall seine Elektronen über die pi Rückbindung doniert ist das LUMO vom CO. Deswegen wird durch die Koordination ans Metall die CO Bindung auch geschwächt, weil Elektronendichte in ein antibindendes Orbital kommt.
Hier sieht man das mal dargestellt: https://organometallicchem.files.wordpress.com/2012/01/screen-shot-2012-01-17-at-10-30-39-am.png
Ok, meine hoffentlich letzte Frage. Wieso ist OH- eine schwacher pi donator?
kann mir das nicht zusammen reimen
je elektronegativer ein Ligandatom, desto eher will es natürlich seine Elektronen behalten. Deshalb ist auch F- ein schlechterer pi-Donor als Cl-
Super! Danke !
Die pi-bindung kommt zustande durch die freien e-paare am Sauerstoff Atom ?
Ich würde meine aller letzte Frage stellen.
Hab gestern noch gelesen das dass Co zum teil eine sehr schwache Co hinbindung bildet. Stimmt das ?
Wenn ja warum? wir haben doch eine Sigma hinbindung?
Das weiß ich jetzt nicht so genau. Allerdings dürfte die Bindung zumindest besser sein, als bei seinen isoelektronischen Kollegen wie NO+ und N2, weil der Kohlenstoff nicht so elektronegativ ist und die Orbitale energetisch besser liegen. CO tauscht als Ligand aber auch relativ einfach aus (aber nicht zwangsläufig bei allen CO-Komplexen)
Du musst aber immer bedenken, dass das eine dative Bindung zum Metall ist. Die ist logischerweise schwächer als eine richtige kovalente Bindung.
Kann ich das darüber erklären daß die Symmetrie der pi Rückbindung besser passt als die Symmetrie der pi hinbindung?
Hm, du könntest argumentieren, dass die Orbitalanteile vom Kohlenstoff beim antibindenden pi-Orbital viel höher sind und so eine effizientere Überlappung ermöglichen.
Die Anteile vom bindenen pi-Orbital liegen nämlich größtenteils beim O.
Aber ob das so direkt mit der Stärke der Bindung im Vergleich zu anderen in Zusammenhang steht ist fraglich. CO ist nämlich im Allgemeinen ein ziemlich guter Ligand. Sieht man ja auch in der Reihe.
Woher weiss ich denn welches orbital zu welchem Atom gehört ?
Das ist doch eigentlich aus dem mo Schema nicht mehr sichtbar.
Doch, das kann man schon noch sehen. Es geht aber nur um die Anteile von den Atomen, richtig "gehören" tut es keinem mehr, weil du ja MOs hast und keine AOs mehr.
Der Anteil bzw Beitrag von einem Atom zu einem MO ist unso höher, je näher sein ursprüngliches AO dem Energieniveau des gebildeten MOs ist. Sieht man z.b. hier https://www.google.com/search?q=co+mo+diagram&client=ms-android-motorola-rev2&prmd=ivn&sxsrf=ALiCzsZS21l4-j1A7felyYKCjkWgm_FUyA:1663745541945&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwiyvJiQr6X6AhXZYPEDHXenDW8Q_AUoAXoECAIQAQ&biw=412&bih=781&dpr=2.63#imgrc=7q8CPafr6kCgOM
Das bindende pi-Orbital liegt nahe dem p-Orbital des O. Deswegen ist sein Anteil höher. Sieht man auch in der Zeichnung daneben. Die Orbitallappen am O sind viel größer.
Bei antibindenden pi*-Orbital ist es genau anders herum. Das liegt in der Nähe vom Kohlenstoff p-Orbital. Deswegen sind für das Orbital die Lappen am C größer. Und das wirkt sich auch auf die Bindung zum Metall aus. Größere Orbitallappen = besserer Überlapp mit den Metallorbitalen.
Vielen vielen dank. Aber da stellen sich mir noch einige Fragen. Aber haben nicht Halogene auch leere antibindende Orbitale in welchen sie Elektronenfichte aufnehmen könnten ?
Zum anderen findet bei CN und CO nicht auch eine Hybridisierung statt?