← Katalog

[Co(en)3]Cl3

Xelat kompleks • D₃ • Δ/Λ optik izomeriya

XELAT KOMPLEKS • WERNER NOBEL 1913

[Co(en)3]Cl3

Tris(etilendiamin)kobalt(III) xlorid

en = etilendiamin (H₂N–CH₂–CH₂–NH₂)

M 345.55 g/mol
CAS 13408-73-6 (rasemat)
[α]D [α]D = ±(105–108)° (suv, 25°C)
Nuqtaviy guruh
D₃ (xiral!)
Guruh tartibi
6 (E, 2C₃, 3C₂)
Xelat halqalar
3 × 5-halqali
Bite angle
85.4°
ν(Co–N)
572 cm⁻¹ ↑
k(Co–N)
2.15 mdyn/Å
Δₒ (10Dq)
23 200 cm⁻¹ (NH₃ dan yuqori!)
log β₃
48.7 (log β₃)

🔑 Asosiy IQ diagnostikasi — 4 ta hal qiluvchi dalil

Bu kompleksni ammin komplekslardan ([Co(NH₃)₆]³⁺) IQ spektri orqali ajratishning bevosita isbotlari

1

Organik ligand polosalari

2960, 2890 cm⁻¹

ν(C–H) alifatik cho'zilishlari — CH₂ guruhlaridan. Ammin komplekslarda uglerod YO'Q, shuning uchun bu polosalar mutlaqo bo'lmaydi. Bu — en ligandining eng oson ko'rinadigan belgisi.

2

Etilendiamin skeleti

1052, 1005 cm⁻¹

ν(C–N) va ν(C–C) cho'zilishlari — xelat ko'prigining o'zi. Bu ikki polosaning birgalikda bo'lishi bidentat N–C–C–N ko'prigi mavjudligini isbotlaydi.

3

Xelat effekti — ν(Co–N) siljishi

572 cm⁻¹ (NH₃: 503)

Xelat halqa Co–N bog'ini mustahkamlaydi: +69 cm⁻¹ yuqoriga siljish. Kuch konstantasi 1.85 → 2.15 mdyn/Å ga ortadi. Bu xelat effektining bevosita spektroskopik o'lchami.

4

Xelat halqa modalari

408, 285 cm⁻¹

δ(N–Co–N) halqa deformatsiyasi va halqa torsion tebranishi. Bu modalar FAQAT yopiq xelat halqada mavjud — monodentat ligandlarda printsipial jihatdan bo'lishi mumkin emas.

📐 Nazariy asos — xelat ligand tebranish spektroskopiyasi

1. Xelat halqaning tebranish xususiyati

Etilendiamin (en) bidentat ligand — bitta molekulada ikkita azot donor atomi bor va ular bitta metall ioniga birikib yopiq beshhalqali (5-membered) xelat halqa hosil qiladi: Co–N–C–C–N. Bu yopiq halqa monodentat ligandlardan tubdan farq qiladi:

  • Halqa qattiqligi (rigidity): yopiq halqada N atomlari erkin aylanmaydi — koordinatsion muhit qattiqlashadi va Co–N cho'zilish chastotasi ortadi.
  • Yangi normal modalar: halqa deformatsiyasi δ(N–Co–N) va halqa torsion tebranishi paydo bo'ladi — bular faqat xelatda mavjud.
  • Kinematik bog'lanish (coupling): ν(Co–N), ν(C–N) va ν(C–C) modalari o'zaro mexanik bog'langan — sof «lokal» tebranish emas, aralash normal modalar.
  • Bite angle cheklovi: N–Co–N = 85.4° — ideal oktaedrik 90° dan kichik. Bu kichik burchak taranglik (strain) hosil qiladi va halqa modalari chastotasini belgilaydi.

2. Hooke qonuni va normal modalar soni

ν̃ = (1 / 2πc) · √(k / μ)
ν̃ — to'lqin soni (cm⁻¹), k — kuch konstantasi, μ — keltirilgan massa

Co–N uchun keltirilgan massa μ = (58.93 × 14.01)/(58.93 + 14.01) = 11.32 a.m.b. Kuch konstantasi xelatda k = 2.15 mdyn/Å (NH₃ da 1.85) — bu +16% ortish. Hooke qonuniga ko'ra ν̃ ∝ √k, ya'ni chastota √(2.15/1.85) = 1.078 marta, ya'ni 503 → 542 cm⁻¹ ga ortishi kutiladi. Kuzatilgan 572 cm⁻¹ bundan ham yuqori — qolgan farq halqa modalari bilan kinematik bog'lanish hisobiga.

Atomlar soni (N)43
Normal modalar (3N − 6)123
CoN₆ skelet modalariΓ(CoN₆) = 2A₁ + 2A₂ + 4E
Kuzatilgan asosiy polosalar17

3. Koordinatsion siljish — erkin en va bog'langan en

Etilendiamin metallga koordinatsiyalanganda azotning yolg'iz elektron jufti Co(III) ga beriladi. Bu N–H bog'idagi elektron zichligini kamaytiradi va ν(N–H) chastotasini pasaytiradi. Aksincha, C–N bog'i kuchayadi (N sp³ gibridlanishi o'zgaradi) va ν(C–N) ortadi. Bu qarama-qarshi tendensiya koordinatsiyaning eng ishonchli spektroskopik belgisi.

ModaErkin en (cm⁻¹)Kompleksda (cm⁻¹)Δν̃Sabab
νₐₛ(N–H)33523230-122N elektron jufti Co ga berildi → N–H zaiflashdi
νₛ(N–H)32803120-160Xuddi shu sabab + vodorod bog'lanishi
δ(NH₂) qaychi16001602+2Deyarli o'zgarmaydi — burchak modasi
ν(C–N)10951052-43Halqa hosil bo'lishi bilan kinematik bog'lanish
ν(C–C)10351005-30Gauche konformatsiyaga majburiy o'tish

⚖️ Xelat effekti — nima uchun en NH₃ dan kuchli?

Schwarzenbach (1952) tushuntirishi: sabab enthalpiya emas, ENTROPIYA

Reaksiyalog KΔG° (kJ/mol)ΔH° (kJ/mol)ΔS° (J/mol·K)Turi
[Co(H₂O)₆]³⁺ + 6NH₃ → [Co(NH₃)₆]³⁺35.2-201-188+44Monodentat
[Co(H₂O)₆]³⁺ + 3en → [Co(en)₃]³⁺48.7-278-193+285Xelat (bidentat)
Farq (xelat effekti)+13.5−77−5+241🏆 ENTROPIYA hisobiga!

Entropiya hisobi — zarralar soni

Monodentat (NH₃):
[Co(H₂O)₆]³⁺ + 6NH₃ → [Co(NH₃)₆]³⁺ + 6H₂O
7 zarra → 7 zarra (Δn = 0) → ΔS kichik (+44)
Xelat (en):
[Co(H₂O)₆]³⁺ + 3en → [Co(en)₃]³⁺ + 6H₂O
4 zarra → 7 zarra (Δn = +3) → ΔS katta (+285) 🏆

Xelat reaksiyasida erkinlik darajasi ortadi: 3 ta en 6 ta H₂O ni siqib chiqaradi — sistemada zarralar soni 4 dan 7 ga ko'payadi. Termodinamikaning ikkinchi qonuniga ko'ra bu ΔS ni keskin oshiradi va ΔG° = ΔH° − TΔS° tenglamasidan ΔG° ni manfiylashtiradi.

Vizual taqqoslash — log β

en (β₃)48.7
NH₃ (β₆)35.2
H₂O (β₆)0
IQ bilan bog'liqlik: yuqori log β₃ mustahkam Co–N bog'ini bildiradi, bu esa IQ da yuqori ν(Co–N) = 572 cm⁻¹ va katta k = 2.15 mdyn/Å ko'rinishida namoyon bo'ladi. Termodinamika va spektroskopiya bir-birini tasdiqlaydi.

📊 Interaktiv IQ spektr

Lorentzian simulyatsiya • 4000–200 cm⁻¹ • KBr tabletka, 4 cm⁻¹ ruxsat

572 cm⁻¹
Eng yaqin polosa: 572νₐₛ(Co–N)
40003500300025002000150010005002000255075100323029601052572408To'lqin soni ν̃ (cm⁻¹)
X–H sohasi (4000–2700): ν(N–H), ν(C–H)Barmoq izi (1700–900): δ(NH₂), δ(CH₂), ν(C–N), ν(C–C)M–L sohasi (700–200): ν(Co–N), xelat halqaKalit diagnostik polosalar
200 cm⁻¹ (M–L)2000 cm⁻¹4000 cm⁻¹ (X–H)
572 cm⁻¹
νₐₛ(Co–N)Co–N asimmetrik cho'zilish
Juda kuchliT = 30%A₂ + E (D₃) — IQ faol
Bog'
Co–N
k (kuch konst.)
2.15 mdyn/Å
Bog' uzunligi
1.964 Å
Soha
Metall–ligand cho'zilish
Erkin ligand
Koordinatsion siljish
Faqat kompleks tebranishi
🔬 Nazariy izoh

🏆 XELAT EFFEKTINING IQ ISBOTI! [Co(NH₃)₆]³⁺ da ν(Co–N) = 503 cm⁻¹, bu yerda esa 572 cm⁻¹ — +69 cm⁻¹ YUQORI. Sababi: (a) xelat halqa Co–N bog'ini mustahkamlaydi (k = 2.15 vs 1.85 mdyn/Å); (b) beshhalqali xelat halqa geometrik jihatdan optimal; (c) en NH₃ dan kuchliroq σ-donor. Bu xelat effektining bevosita spektroskopik dalilidir.

Diagnostik ahamiyati: 🏆 XELAT EFFEKTI — ν(Co-N) NH₃ dan +69 cm⁻¹ yuqori

📋 IQ cho'qqilarining to'liq jadvali — 17 polosa

Har bir qatorni bosing — spektrda belgilanadi va yuqoridagi tafsilot kartasi yangilanadi

ν̃ (cm⁻¹)BelgilanishBog'IntensivlikSimmetriyak (mdyn/Å)T (%)Diagnostika
3230
νₐₛ(N–H)
NH₂ asimmetrik cho'zilish
N–H (NH₂)Juda kuchliA₂ + E (D₃) — IQ faol6.15 mdyn/Å14NH₂ (amin) vs NH₃ (ammin) farqi
3120
νₛ(N–H)
NH₂ simmetrik cho'zilish
N–H (NH₂)KuchliA₁ (Raman) + E (IQ)6.02 mdyn/Å24🔬 D₃ da mutual exclusion yo'q
🔑 2960
νₐₛ(C–H)
CH₂ asimmetrik cho'zilish
C–H (CH₂)O'rtaA₂ + E4.85 mdyn/Å52🏆 XELAT LIGAND (organik) mavjudligining isboti
2890
νₛ(C–H)
CH₂ simmetrik cho'zilish
C–H (CH₂)O'rtaA₁ + E4.78 mdyn/Å58Alifatik CH₂ juftlik signali
1602
δ(NH₂) scissor
NH₂ qaychili egilish
H–N–HKuchliA₁ + A₂ + E0.68 mdyn·Å/rad²40Amin guruh diagnostikasi
1462
δ(CH₂) scissor
CH₂ qaychili egilish
H–C–HO'rta-zaifA₁ + E0.55 mdyn·Å/rad²62🏆 Organik ligand tasdig'i
1368
ω(CH₂) wag
CH₂ silkinish (wagging)
CH₂O'rta-zaifA₂ + E0.42 mdyn·Å/rad²66🎯 Xelat halqa qattiqlashishining belgisi
1282
τ(CH₂) twist
CH₂ buralish (twisting)
CH₂ZaifA₂ + E0.38 mdyn·Å/rad²70Konformatsiya sezgir polosa
1155
ρ(NH₂) rock
NH₂ chayqalish (rocking)
NH₂O'rtaA₂ + E0.44 mdyn·Å/rad²55🔥 Koordinatsiyaning diagnostik ko'rsatkichi
🔑 1052
ν(C–N)
C–N cho'zilish
C–NO'rta-kuchliA₁ + E5.10 mdyn/Å48🏆 Etilendiamin skeletining isboti
1005
ν(C–C)
C–C cho'zilish
C–CO'rtaA₁ + E4.50 mdyn/Å58C–C skelet, konformatsiya sezgir
888
ρ(CH₂) rock
CH₂ chayqalish
CH₂O'rta-zaifA₂ + E0.35 mdyn·Å/rad²64Xelat halqa qattiqlashuvi
690
δ(NH₂) wag
NH₂ silkinish (out-of-plane)
NH₂ZaifA₂ + E0.30 mdyn·Å/rad²72Koordinatsiya belgisi
🔑 572
νₐₛ(Co–N)
Co–N asimmetrik cho'zilish
Co–NJuda kuchliA₂ + E (D₃) — IQ faol2.15 mdyn/Å30🏆 XELAT EFFEKTI — ν(Co-N) NH₃ dan +69 cm⁻¹ yuqori
505
νₛ(Co–N)
Co–N simmetrik cho'zilish
Co–NKuchliA₁ (Raman) + E (IQ)2.02 mdyn/Å42D₃ simmetriya belgisi
🔑 408
δ(N–Co–N) xelat
Xelat halqa deformatsiyasi
N–Co–N (bite)O'rta-zaifA₁ + A₂ + 2E0.48 mdyn·Å/rad²68🏆 XELAT HALQANING bevosita isboti
285
δ(halqa) torsion
Xelat halqa buralishi
Xelat halqaZaifA₂ + E0.25 mdyn·Å/rad²78🎯 lel/ob konformatsion tahlil uchun
X–H sohasi (4 polosa)
3230, 3120 — ν(N–H); 2960, 2890 — ν(C–H). Oxirgi ikkisi organik ligandning bevosita isboti.
Barmoq izi (9 polosa)
1602 δ(NH₂), 1462 δ(CH₂), 1368/1282 τ(CH₂), 1155/1052 ν(C–N), 1005 ν(C–C), 888, 690.
M–L sohasi (4 polosa)
572, 505 — ν(Co–N); 408 — δ(N–Co–N) xelat halqa; 285 — halqa torsion. CsI oynasi kerak.

🔷 D₃ guruh nazariyasi va tanlash qoidalari

Inversiya markazi yo'q → mutual exclusion qoidasi ISHLAMAYDI → xirallik

Nuqtaviy guruh
D₃
Guruh tartibi (h)
6
Simmetriya amallari
E, 2C₃, 3C₂
Inversiya markazi
YO'Q → molekula XIRAL
Skelet modalari
Γ(CoN₆) = 2A₁ + 2A₂ + 4E
Mutual exclusion
ISHLAMAYDI — inversiya markazi yo'q
Qaytarilmas tasvirKarraliIQ faolligiRaman faolligiBazis funksiyalarIzoh
A₁1NoaktivFaolx²+y², z²Totalno simmetrik
A₂1Faol (z)Faol (Rz)z, RzC₃ o'qi bo'ylab
E2Faol (x,y)Faol(x,y), (Rx,Ry)2-karra taqsimlangan

IQ va Raman komplementarligi

IQ faol: A₂ + E (A₁ noaktiv)
Raman faol: A₁ + A₂ + E (barchasi)

D₃ da inversiya markazi bo'lmaganligi uchun E va A₂ modalari IQ va Raman spektrlarida bir vaqtda kuzatiladi. Bu [Co(NH₃)₆]³⁺ (Oₕ) dan tub farq: u yerda gerade/ungerade ajratish tufayli hech bir moda ikkala spektrda ham faol bo'lolmaydi (mutual exclusion). Amaliy natija: bu kompleksda IQ va Raman bir-birini takrorlaydi, lekin intensivliklari boshqacha bo'ladi.

Xirallik simmetriya sharti

Molekula xiral bo'lishi uchun undagi Sₙ (aylanma-aks ettirish) o'qlari bo'lmasligi kerak. D₃ guruhida faqat E, 2C₃ va 3C₂ bor — σ tekislik ham, i markaz ham, S₄ ham yo'q. Shuning uchun [Co(en)₃]³⁺ ikkita ko'zguga aks ettirilgan, ustma-ust tushmaydigan enantiomerga (Δ va Λ) ega.

Muhim ogohlantirish: IQ spektroskopiyasi Δ va Λ enantiomerlarni ajrata olmaydi — ularning tebranish chastotalari va intensivliklari aynan bir xil. Optik izomerlarni farqlash uchun sirkulyar dixroizm (CD), ORD yoki VCD (vibratsion CD) kerak bo'ladi.

🌀 Δ / Λ optik izomeriya — Werner Nobel mukofoti asosi

1911-yil Alfred Werner [Co(en)₃]³⁺ ni enantiomerlarga ajratdi va koordinatsion nazariyani isbotladi (Nobel mukofoti, 1913)

Δ (delta) — o'ng vintli

Solishtirma burilish
[α]D = +105° ... +108°
Sirkulyar dixroizm
CD: 490 nm da musbat Cotton effekti
Konfiguratsiya ta'rifi
C₃ o'qi bo'ylab qaralganda xelat halqalar SOAT YO'NALISHIDA
⚠️ IQ nuqtai nazaridan
IQ spektri Λ bilan AYNAN BIR XIL — IQ enantiomerlarni ajrata olmaydi
Ajratish usuli
d-tartrat yoki (+)-bromkamfor sulfonat bilan ajratiladi
Werner tajribasi (1911)

Rasemik [Co(en)₃]Cl₃ ni kumush d-bromkamforsulfonat bilan ishlangan — diastereomer tuzlar hosil bo'lgan va eruvchanligi turlicha bo'lgani uchun kristallanish yo'li bilan ajratilgan. Bu koordinatsion birikmalarning oktaedrik tuzilishini isbotlagan hal qiluvchi tajriba.

Nima uchun aynan bu kompleks?

Uchta bir xil bidentat ligand oktaedr atrofida propeller shaklida joylashadi. Bu joylashuv o'ng yoki chap vintli bo'lishi mumkin — boshqa varianti yo'q. Monodentat NH₃ komplekslarida bunday propeller hosil bo'lmaydi, shuning uchun ular xiral emas.

Rasemizatsiya barqarorligi

Co(III) d⁶ past spinli — kinetik inert. Shuning uchun ajratilgan enantiomerlar xona haroratida oylab barqaror qoladi. Bu Werner tajribasining muvaffaqiyati sababi: labil metall (masalan Ni(II)) bilan ajratish mumkin bo'lmasdi.

🔄 lel / ob konformatsion izomeriya

Corey & Bailar (1959) nazariyasi — xelat halqadagi CH₂–CH₂ ko'prigining gauche buralishi

Beshhalqali xelat halqa tekis emas — CH₂–CH₂ ko'prigi gauche konformatsiyada buraladi (torsion burchak ≈ ±50°). Har bir halqa ikki xil holatda bo'lishi mumkin: C–C o'qi molekulaning C₃ asosiy o'qiga parallel (lel) yoki qiya (ob, oblique). Uchta halqa uchun 4 ta kombinatsiya mavjud. Konformerlar orasidagi energiya farqi kichik (< 4 kJ/mol), shuning uchun xona haroratida ular muvozanatda birga mavjud — bu IQ polosalarining kengayishiga olib keladi.

lel₃

Tavsif
3 ta halqa C–C o'qi C₃ o'qiga PARALLEL
Nisbiy energiya
0 kJ/mol (eng barqaror)
Populyatsiya (298 K)
~45%
Xarakterli IQ polosa
τ(CH₂) 1285 cm⁻¹
Etimologiya
lel = «parallel» (nemis. parallel)

Konformerlar taqsimoti (Boltzmann, 298 K)

lel₃ (0 kJ/mol (eng barqaror))~45%
lel₂ob (+1.2 kJ/mol)~35%
lelob₂ (+2.5 kJ/mol)~15%
ob₃ (+3.8 kJ/mol)~5%
IQ dagi ko'rinishi: τ(CH₂) burash modasi 1275–1285 cm⁻¹ oralig'ida to'rt xil konformer uchun biroz turlicha chastotaga ega. Xona haroratida ular qo'shilib bitta keng polosa beradi. 77 K (suyuq azot) da o'lchansa, polosa bir necha komponentga ajraladi — bu konformatsion muvozanatning bevosita spektroskopik isboti.

⚔️ Xelat (en) va monodentat (NH₃) to'liq taqqoslash

[Co(en)₃]³⁺ va [Co(NH₃)₆]³⁺ — bir xil CoN₆ donor to'plami, tubdan farqli xossalar

Parametr[Co(en)₃]³⁺ — xelat[Co(NH₃)₆]³⁺ — monodentatUstunlik
Ligand turiBidentat (xelat)Monodentat🏆 en
Donor atomlar soni2 ta N (bitta ligandda)1 ta N🏆 en
Ligandlar soni3 ta6 ta
Nuqtaviy guruhD₃ (xiral)Oₕ (axiral)
ν(Co–N) IQ572, 505 cm⁻¹503, 448 cm⁻¹🏆 en
k(Co–N)2.15 mdyn/Å1.85 mdyn/Å🏆 en
Δₒ (10Dq)23 200 cm⁻¹22 900 cm⁻¹🏆 en
log β (umumiy)48.7 (β₃)35.2 (β₆)🏆 en
ΔG° (kJ/mol)−278−201🏆 en
ΔH° (kJ/mol)−193−188
ΔS° (J/mol·K)+285 (musbat!)+44🏆 en
Optik faollikMAVJUD (Δ/Λ)YO'Q🏆 en
C–H polosalari2960, 2890 cm⁻¹YO'Q
ν(C–N), ν(C–C)1052, 1005 cm⁻¹YO'Q
Xelat halqa modasi408, 285 cm⁻¹YO'Q
Spektroskopik xulosalar
  • ▸ ν(Co–N) +69 cm⁻¹ ga yuqori — halqa qattiqligi va kinematik bog'lanish natijasi
  • ▸ C–H va C–N/C–C polosalari qo'shimcha — organik ligandning to'g'ridan-to'g'ri belgisi
  • ▸ Xelat halqa modalari (408, 285 cm⁻¹) ammin komplekslarda printsipial jihatdan yo'q
  • ▸ ν(N–H) pastroq (3230 va 3300) — NH₂ va NH₃ elektron muhitidagi farq
Strukturaviy xulosalar
  • ▸ Simmetriya Oₕ (h = 48) dan D₃ (h = 6) ga tushadi — tanlash qoidalari yumshaydi
  • ▸ Inversiya markazi yo'qoladi → mutual exclusion ishlamaydi → xirallik paydo bo'ladi
  • ▸ Bite angle 85.4° < 90° — oktaedr trigonal buraladi (trigonal twist)
  • ▸ Δₒ biroz yuqori (23 200 vs 22 900) — en spektrokimyoviy qatorda NH₃ dan kuchliroq

🔧 Kuch konstantasi va Hooke qonuni tahlili

k qiymati bog'ning mustahkamligini bevosita o'lchaydi — xelat effektining kvantitativ ifodasi

Bog'k (mdyn/Å)ν̃ (cm⁻¹)MustahkamlikIzoh
N–H (en, koordinatsion)6.153230
NH₂ guruh
C–H (CH₂)4.852960
🏆 Faqat organik ligandda
C–N (en)5.101052
🏆 Xelat skeleti
C–C (en)4.501005
Etilen ko'prigi
Co–N (en, bu kompleks)2.15572
🏆 XELAT — eng mustahkam
Co–N (NH₃, luteo)1.85503
Monodentat
Co–N (NH₃, purpureo)1.82498
Monodentat
Ni–N (en)1.65480
Ni(II) xelat
Cr–N (en)1.95545
Cr(III) xelat
Co–N kuch konstantasi hisobi
μ(Co–N) = (58.93 × 14.01)/(58.93 + 14.01) = 11.32 a.m.b.
μ = 11.32 × 1.6605 × 10⁻²⁷ = 1.880 × 10⁻²⁶ kg
ν̃ = 572 cm⁻¹ → ν = 572 × 2.998 × 10¹⁰ = 1.715 × 10¹³ Hz
k = 4π²ν²μ = 4π² × (1.715×10¹³)² × 1.880×10⁻²⁶
k = 218 N/m = 2.18 mdyn/Å ✓

Hisoblangan qiymat (2.18) tajribaviy normal koordinata tahlilidan olingan 2.15 mdyn/Å bilan yaxshi mos keladi. Kichik farq — sof ikki atomli yaqinlashuvning cheklovi: real molekulada Co–N modasi xelat halqa modalari bilan kinematik bog'langan.

Xelat effektining kvantitativ o'lchami
k(Co–N), NH₃ kompleks1.85 mdyn/Å
k(Co–N), en xelat2.15 mdyn/Å
Farq (xelat hissasi)+0.30 (+16.2%)

Bu 16% ortish — xelat halqaning Co–N bog'ini mustahkamlashi. Sabab ikki qismli: (1) halqa yopilishi natijasida N atomining metalldan uzoqlashishi cheklanadi (entropik «tutib turish»); (2) halqadagi N–C–C–N skeleti orqali qo'shimcha mexanik qattiqlik uzatiladi.

🧬 Werner koordinatsion qatori

Kobalt(III) komplekslarining IQ va o'tkazuvchanlik bo'yicha taqqoslanishi

KompleksLigandlarSimmetriyaν(Co–N), cm⁻¹XirallikAgNO₃ bilan cho'kma
[Co(NH₃)₆]Cl₃6 × NH₃ (monodentat)Oₕ503, 448Yo'q3 AgCl
[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂5 NH₃ + 1 ClC₄ᵥ498, 475Yo'q2 AgCl
cis-[Co(NH₃)₄Cl₂]Cl4 NH₃ + 2 ClC₂ᵥ500, 475Yo'q (meso)1 AgCl
[Co(en)₃]Cl₃3 × en (bidentat)D₃572, 505🏆 HA (Δ/Λ)3 AgCl
cis-[Co(en)₂Cl₂]Cl2 en + 2 ClC₂570, 550HA (Δ/Λ)1 AgCl
Qatordan ko'rinadigan qonuniyat: monodentat ligandli komplekslarda ν(Co–N) 498–503 cm⁻¹ oralig'ida barqaror qoladi, xelat ligandga o'tilganda esa keskin 570 cm⁻¹ ga ko'tariladi. Bu sakrash koordinatsion sonining o'zgarishi bilan emas (ikkalasida ham CoN₆), balki aynan halqa hosil bo'lishi bilan bog'liq. Shu bilan birga AgNO₃ testi tashqi sferadagi Cl⁻ sonini beradi: [Co(en)₃]Cl₃ da uchala xlorid ham ionli — 3 mol AgCl cho'kadi, bu 1:3 elektrolit ekanligini (Λₘ ≈ 400 S·cm²/mol) tasdiqlaydi.

🧪 Namuna tayyorlash usullari

Bu kompleks uchun usul tanlash kritik — Nujol organik ligand polosalarini yo'q qiladi

KBr tabletka (standart)

Klassik usul. Bu kompleks uchun 4000–400 cm⁻¹ soha yetarli, chunki asosiy diagnostik polosalar (ν(Co-N) 572, 505) bu sohada.

Chastota sohasi
4000–400 cm⁻¹
Ruxsat (resolution)
2 cm⁻¹
Tayyorlash vaqti
10–15 daq
✓ Afzalliklari
  • 🏆 ν(Co-N) 572/505 cm⁻¹ ko'rinadi
  • Barcha organik polosalar aniq
  • Standart va arzon
  • Kvantitativ tahlil
✕ Kamchiliklari
  • Xelat halqa torsioni (285) ko'rinmaydi
  • KBr gigroskopik
  • Suv polosalari NH₂ ni qoplashi mumkin
  • 10-15 daq tayyorlash
Eng mos qo'llanish: 🔑 Bu kompleks uchun ASOSIY usul
Laboratoriya tartibi (KBr tabletka)
1KBr ni quritish

Spektroskopik KBr ni 110 °C da 2 soat quritib, eksikatorda sovutish (P₂O₅ ustida).

2Namunani tortish

1.0 mg [Co(en)₃]Cl₃ + 200 mg KBr (1:200 nisbat). Analitik tarozida 0.1 mg aniqlikda.

3Agat hovonchada ezish

2–3 daqiqa aylanma harakat bilan. Zarra o'lchami < 2 µm bo'lishi kerak (Christiansen effektini oldini olish).

4Press

13 mm matritsa, 8–10 ton bosim, 2 daqiqa vakuum ostida. Shaffof tabletka olinadi.

5Fon spektri

Bo'sh kanal yoki toza KBr tabletkasi bilan background olish. N₂ purge 10 daqiqa.

6O'lchash

4000–400 cm⁻¹, 4 cm⁻¹ ruxsat, 32 skan. Xelat torsioni uchun CsI bilan 200 cm⁻¹ gacha takrorlash.

⚠️ Halaqit beruvchi omillar va yechimlar

Har bir omilni bosing — batafsil ta'sir mexanizmi va bartaraf etish usuli ko'rsatiladi

Nujol moyi (agar ishlatilsa)

Xavflilik: Yuqori
Ta'sir sohasi (cm⁻¹)
2920, 2850, 1460, 1375
Ta'sir mexanizmi

🚫 en ning CH₂ polosalarini (2960, 2890, 1462) TO'LIQ qoplaydi — organik ligand tahlili imkonsiz

Bartaraf etish

🔑 FAQAT KBr yoki CsI tabletka ishlating. Nujol bu kompleks uchun mutlaqo yaramaydi.

📌 Asosiy ilmiy xulosalar

[Co(en)₃]Cl₃ ning IQ spektroskopik tahlilidan kelib chiqadigan sakkizta tezis

1

Organik ligand bevosita isbotlanadi

2960 va 2890 cm⁻¹ dagi ν(C–H) polosalari hamda 1052/1005 cm⁻¹ dagi ν(C–N)/ν(C–C) polosalari etilendiaminning mavjudligini shubhasiz ko'rsatadi. Ammin komplekslarida bu sohalar mutlaqo bo'sh.

2

Xelat effekti spektroskopik o'lchanadi

ν(Co–N) 503 → 572 cm⁻¹ (+69 cm⁻¹) siljishi va k 1.85 → 2.15 mdyn/Å (+16.2%) ortishi xelat halqaning Co–N bog'ini mustahkamlashini kvantitativ isbotlaydi.

3

Xelat halqa modalari — noyob barmoq izi

408 cm⁻¹ dagi δ(N–Co–N) halqa deformatsiyasi va 285 cm⁻¹ dagi halqa torsioni faqat yopiq xelat halqada mumkin. Bu ikki polosa bidentat koordinatsiyaning to'g'ridan-to'g'ri dalili.

4

Simmetriya Oₕ → D₃ ga pasayadi

Guruh tartibi 48 dan 6 ga tushadi, inversiya markazi yo'qoladi. Natijada mutual exclusion qoidasi ishlamaydi va bir xil modalar IQ hamda Raman spektrlarida bir vaqtda faol bo'ladi.

5

Xirallik simmetriyadan kelib chiqadi

D₃ guruhida Sₙ o'qlari yo'qligi molekulani xiral qiladi — Δ va Λ enantiomerlar mavjud. Bu Werner ning 1911-yildagi ajratish tajribasi va 1913-yilgi Nobel mukofotining asosi.

6

IQ enantiomerlarni ajrata olmaydi

Δ va Λ ning tebranish spektrlari aynan bir xil. Optik izomerlarni farqlash uchun CD, ORD yoki VCD kerak. Bu — IQ usulining printsipial cheklovi, kamchiligi emas.

7

Konformatsion muvozanat polosalarni kengaytiradi

lel₃ / lel₂ob / lelob₂ / ob₃ konformerlari 298 K da birga mavjud (45/35/15/5%). τ(CH₂) 1275–1285 cm⁻¹ polosasi shu sababli keng. 77 K da o'lchash komponentlarni ajratadi.

8

Namuna tayyorlashda Nujol taqiqlanadi

Nujolning C–H polosalari (2920, 2850, 1460) etilendiaminning eng muhim diagnostik polosalarini to'liq qoplaydi. Faqat KBr (asosiy) yoki CsI (xelat torsioni uchun) ishlatilishi kerak.

Umumiy xulosa

[Co(en)₃]Cl₃ — koordinatsion kimyoning klassik obyekti va IQ spektroskopiyasining kuchini namoyish etadigan eng yaxshi misollardan biri. Bir spektrning o'zi bir vaqtning o'zida to'rtta savolga javob beradi: ligand organikmi (C–H polosalari), u bidentatmi (halqa modalari), koordinatsiya qanchalik mustahkam (ν(Co–N) va k), va molekula qanday simmetriyaga ega (tanlash qoidalari). Faqat bitta savolga — enantiomer qaysi biri ekanligiga — IQ javob bera olmaydi; buning uchun sirkulyar dixroizm zarur. Shu sababli to'liq strukturaviy xulosaga kelish uchun IQ ni CD, Raman va rentgenostrukturaviy tahlil bilan birgalikda qo'llash tavsiya etiladi.

← Oldingi birikma
[Co(NH₃)₄Cl₂]Cl
Sis/trans geometrik izomeriya
📚 Birikmalar katalogi
Barcha 20 ta birikma
Keyingi birikma →
cis-[Co(en)₂Cl₂]Cl
Xelat + xirallik + izomeriya