UNE Coordonner la liaison covalente ou le lien de coordination estun type de liaison dans lequel l'un des atomes attachés fournit tous les électrons partagés.
Dans une simple liaison covalente, chaque atome fournit un électron à la liaison. D'autre part, dans une liaison de coordination, les atomes qui donnent l'électron pour former une liaison sont appelés l'atome donneur, tandis que l'atome qui accepte la paire d'électrons à rejoindre est appelé l'atome accepteur (Clark, 2012)..
Une liaison de coordination est représentée par une flèche qui commence à partir des atomes donneurs et se termine à l'atome accepteur (figure 1). Dans certains cas, le donneur peut être une molécule.
Dans ce cas, un atome de la molécule peut donner la paire d'électrons, qui serait la base de Lewis tandis que la molécule avec la capacité d'acceptation serait l'acide de Lewis (Coordinate Covalent Bond, S.F.).
Une liaison de coordination a des caractéristiques similaires à celles d'une simple liaison covalente. Les composés qui ont ce type de liaison ont généralement un point de fusion et d'ébullition bas, avec une interaction coulombique inexistante entre les atomes (contrairement à la liaison ionique) et les composés sont très solubles dans l'eau (Atkins, 2017).
L'exemple le plus courant d'une liaison de coordination est l'ion ammonium, qui est formé par la combinaison d'une molécule d'ammoniac et d'un proton d'un acide.
Dans l'ammoniac, l'atome d'azote a une seule paire d'électrons après avoir terminé son octet. Donnez cette seule paire à l'ion hydrogène, ainsi l'atome d'azote devient un donneur. L'atome d'hydrogène devient l'accepteur (Schiller, S.F.).
Un autre exemple courant de liaison dative est la formation de l'ion hydronium. Comme pour l'ion ammonium, la paire d'électrons libres de la molécule d'eau sert de donneur au proton qui est l'accepteur (figure 2)..
Cependant, il convient de noter qu'une fois la liaison de coordination établie, tous les hydrogènes liés à l'oxygène sont exactement équivalents. Lorsqu'un ion hydrogène se décompose à nouveau, il n'y a pas de discrimination entre les hydrogènes libérés.
Un excellent exemple d'une réaction acide-base de Lewis, illustrant la formation d'une liaison covalente coordonnée, est la réaction de formation du produit d'addition de trifluorure de bore avec l'ammoniac..
Le trifluorure de bore est un composé qui n'a pas de structure de gaz rare autour de l'atome de bore. Le bore n'a que 3 paires d'électrons dans sa couche de valence, donc on dit que BF3 est déficient en électrons.
La paire d'électrons non partagée d'azote ammoniacal peut être utilisée pour surmonter cette carence, et un composé se forme qui implique une liaison de coordination..
Cette paire d'électrons de l'azote est donnée à l'orbitale p vide du bore. Ici, l'ammoniac est la base de Lewis et BF3 est l'acide de Lewis.
Il existe une branche de la chimie inorganique dédiée exclusivement à l'étude des composés qui forment des métaux de transition. Ces métaux rejoignent d'autres atomes ou molécules par des liaisons de coordination pour former des molécules complexes..
Ces molécules sont connues sous le nom de composés de coordination et la science qui les étudie est appelée chimie de coordination..
Dans ce cas, la substance liée au métal, qui serait le donneur d'électrons, est connue sous le nom de ligand et les composés de coordination sont communément appelés complexes..
Les composés de coordination comprennent des substances telles que la vitamine B12, l'hémoglobine et la chlorophylle, les colorants et pigments, et les catalyseurs utilisés dans la préparation de substances organiques (Jack Halpern, 2014).
Un exemple d'ion complexe serait le complexe de cobalt [Co (NHdeuxCHdeuxCHdeuxNHdeux) 2ClNH3]deux+ quel serait le dichloroaminéthylènediamine cobalt (IV).
La chimie de la coordination est née des travaux d'Alfred Werner, un chimiste suisse qui a examiné divers composés de chlorure de cobalt (III) et d'ammoniac. Après l'addition d'acide chlorhydrique, Werner a constaté que l'ammoniac ne pouvait pas être complètement éliminé. Il a ensuite proposé que l'ammoniac soit plus étroitement lié à l'ion cobalt central.
Cependant, lorsque du nitrate d'argent aqueux a été ajouté, l'un des produits formés était du chlorure d'argent solide. La quantité de chlorure d'argent formée était liée au nombre de molécules d'ammoniac liées au chlorure de cobalt (III)..
Par exemple, lorsque du nitrate d'argent a été ajouté à CoCl3 6NH3, les trois chlorures sont devenus du chlorure d'argent.
Cependant, lorsque du nitrate d'argent a été ajouté au CoCl3 5NH3, seuls 2 des 3 chlorures formaient du chlorure d'argent. Quand CoCl a été traité3.4NH3 avec du nitrate d'argent, l'un des trois chlorures précipité sous forme de chlorure d'argent.
Les observations qui en résultent suggèrent la formation de composés complexes ou de coordination. Dans la sphère de coordination interne, qui est également appelée dans certains textes la première sphère, les ligands sont directement attachés au métal central.
Dans la sphère externe de coordination, parfois appelée la seconde sphère, d'autres ions sont attachés à l'ion complexe. Werner a reçu le prix Nobel en 1913 pour sa théorie de la coordination (Introduction to Coordination Chemistry, 2017).
Cette théorie de la coordination fait que les métaux de transition ont deux types de valence: la première valence, déterminée par le nombre d'oxydation du métal, et l'autre valence appelée numéro de coordination..
Le nombre d'oxydation indique combien de liaisons covalentes peuvent être formées dans le métal (par exemple, le fer (II) produit FeO) et le nombre de coordination indique combien de liaisons de coordination peuvent être formées dans le complexe (par exemple, le fer avec le numéro de coordination 4 produit [FeCl4]- et [FeCl4]deux-) (Composés de coordination, 2017).
Dans le cas du cobalt, il a un numéro de coordination 6. C'est pourquoi dans les expériences de Werner, lors de l'ajout de nitrate d'argent, la quantité de chlorure d'argent qui laisserait un cobalt hexacoordonné a toujours été obtenue..
Les liaisons de coordination de ce type de composé ont la particularité d'être colorées.
En effet, ils sont responsables de la coloration typique associée à un métal (fer rouge, bleu cobalt, etc.) et sont importants pour les tests spectrophotométriques d'absorption atomique et d'émission (Skodje, S.F.).
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