koordinative Bindung

[Chemiefutzi]

Hallo Leute!

Kann mir vielleicht jemand verraten, was man unter einer koordinativen Bindung versteht und wie kann ich diese an folgender Formel erklären?

[Cu(NH3)4]SO4

Bitte helft mir?

[Trolli]

Ok, koordinative Bindungen findet man in Komplexen. Ein Komplex ist eine chemische Verbindung, in der ein Zentralteilchen (Ion oder Atom) an eine bestimmte Zahl von Bindungspartnern (Liganden) gebunden ist, wobei das Zentralteilchen mehr Bindungspartner bindet als dies nach seiner Ladung oder Stellung im PSE zu erwarten wäre.
Die Anzahl der Liganden bezeichnet man auch als Koordinationszahl; Komplexe werden auch als Koordinationsverbindungen bezeichnet.
Du hast ja da den Komplex Tetraamin-Kupfer(II)-sulfat, in dem Kupfer die Oxidationszahl +2 hat. Kupfer steht ja in der 1. Nebengruppe, hat also als Atom die Elektronenkonfiguration [Ar]3d104s1. Im Cu2+ wird zuerst das 4s-Elektron und dann eines der d-Elektronen abgegeben, so dass Cu2+ die Elektronenkonfiguration [Ar]3d9 hat.
Das Bestreben der Zentralteilchen in Komplexen ist es, die Elektronenkonfiguration des nächsthöheren Edelgases (hier: Krypton) zu erreichen. Vereinfacht kann man sagen, dass sie 18 Valenzelektronen anstreben.
Die Bindungen in Komplexen können anhand der Ligandenfeldtheorie erklärt werden. Die Ligandenfeldtheorie geht davon aus, dass das Zentralteilchen in Komplexen ein Elektrophil (also „Elektronenliebend“), die Liganden Nucleophile („kernliebend“) sind; vereinfacht: die Zentralteilchen sind Kationen, die Liganden Anionen (oder Dipole). Die Bindung der Liganden an das Zentralteilchen ist also eine Ion-Ion- oder Ion-Dipol-Wechselwirkung, wobei die Liganden die „Bindungs-Elektronen“ in die freien Orbitale des Zentralions ‚einlagern’. Pro Ligand werden zwei Elektronen zur Verfügung gestellt (bei vier Liganden also insgesamt 8 ), so dass das Zentralion hier in der Summe 17 Valenzelektronen hat. Diese Verbindung hat also einen Elektronenmangel und müsste somit als (schwaches) Oxidationsmittel wirken (wenn ich mich jetzt hierbei nicht täusche).

Aber jetzt hab ich noch mal eine Frage (vielleicht kann irgendwer mir helfen?!): Der Komplex [Cu(NH3)4]SO4 liegt ja meist als Dihydrat vor. Das hat ja dann die Form eines verzerrten Oktaeders. Also müsste dann eigentlich, wenn man die beiden Wassermoleküle weglässt, ein quadratisch planarer Komplex vorliegen. Guckt man sich aber die unbesetzten Orbitale an, müsste der Komplex eigentlich sp3-hybridisiert und somit tetraedrisch sein (man besetzt ja das 4s-Orbital und die drei 4p-Orbitale; die d-Orbitale sind ja alle schon voll, bzw. einfach besetzt). Das verstehe ich jetzt grade nicht richtig: ist der Komplex doch aus irgendwelchen Gründen dsp2-hybridisiert (indem vielleicht das ungepaarte Elektron in das 4s-Orbital verschoben wird), ist er in dieser Form wirklich tetraedrisch, liegt der Komplex immer nur als Dihydrat und also als verzerrtes Oktaeder vor, oder gibt es irgendeine andere Erklärung??
MfG, Trolli
[/t]

[ondrej]

In der Kupfergruppe ist der Unterschied zwischen quadratisch planar und tetraedrisch energetisch eher gering. Die zwei Wassermoleküle helfen dem Kupfer einen Oktaeder zu bilden und es so in Lösung zu stabilisieren. Du musst bedenken, dass es neben der primären Hülle noch eine sekundäre gibt, wo noch mehr Wassermoleküle angelagert sind. Der Umstand, dass nicht mehr Platz am Zentralatom ist führt also dazu, dass sich nur zwei Wassermoleküle anlagern.
Aber zurück zu deinem Molekül:
[Cu(NH3)4]x+ gibt es als Cu+ und Cu2+. Beide Komplexe entstehen bei Zugabe von Ammoniak in eine Kupfersulfatlösung. Allerdings ist der Cu+ Komplex tetraedrisch (gerade Elektronenzahl, farblos) und der Cu2+ Komplex quadratisch planar und gibt der Lösung die charakteristische tiefblaue Farbe.