← Kinetika

🔄 Ligand almashinish mexanizmlari

Dissotsiativ (D) • Assotsiativ (A) • Almashinish (I, Id, Ia) • Aktivatsiya parametrlari

📋 Ligand almashinish mexanizmlari — uch asosiy tur

Ligand almashinish reaksiyalari— kompleks birikmalarning eng fundamental kimyoviy reaksiyalari. Mexanizmga ko'ra uch asosiy turgaajratiladi: dissotsiativ (D), assotsiativ (A) va almashinish (I). Almashinish mexanizmi yana Id (dissotsiativ almashinish) vaIa (assotsiativ almashinish)turlarga bo'linadi. Mexanizmni aniqlash uchun aktivatsiya parametrlari (ΔV, ΔS)asosiy diagnostik vosita hisoblanadi.

D — Dissotsiativ

Oldin ligand chiqadi, keyin yangisi kiradi

KS: 6 → 5 → 6

ΔV > 0, ΔS > 0

A — Assotsiativ

Oldin yangi ligand kiradi, keyin eskisi chiqadi

KS: 6 → 7 → 6

ΔV < 0, ΔS < 0

I — Almashinish

Bir vaqtda ligand kiradi va chiqadi

KS: 6 → 6 (o'tish holati)

ΔV ≈ 0, ΔS ≈ 0

🔓 Dissotsiativ mexanizm (D) — "avval chiq, keyin kir"

Dissotsiativ mexanizm (D) da birinchi bosqichdachiquvchi ligand X kompleksdan ajralib, koordinatsion soni bittaga kamaygan oraliq komplekshosil bo'ladi. Ikkinchi bosqichda kiruvchi ligand Y bu oraliq kompleksga birikadi. Birinchi bosqich sekin (tezlikni belgilovchi), ikkinchi bosqich tez.

D mexanizm sxemasi (oktaedrik kompleks)

1-bosqich (sekin): [ML₅X] → [ML₅] + X⁻

Oraliq: kvadrat-piramidal yoki trigonal-bipiramidal (KS=5)

2-bosqich (tez): [ML₅] + Y⁻ → [ML₅Y]

Tezlik qonuni:v = k[ML₅X] (Y konsentratsiyasiga bog'liq emas)

D mexanizm belgilari

Tezlik qonuni: birinchi tartibli (faqat kompleksga nisbatan)
ΔV > 0: hajm kattalashadi (bog' uzilishi)
ΔS > 0: entropiya ortadi (zarralar soni ko'payadi)
Chiquvchi ligand ta'siri: kuchli (bog' energiyasi muhim)
Kiruvchi ligand ta'siri:kuchsiz yoki yo'q

D mexanizm misollari

[Co(NH₃)₅X]²⁺ + H₂O: X = Cl⁻, Br⁻, NO₃⁻
d⁶(QS) Co³⁺ — inert, D mexanizm xos
[Ni(CO)₄] + PR₃: 18 e⁻ → 16 e⁻ oraliq
[Fe(CO)₅] + PR₃: D mexanizm, CO chiqishi sekin

🔒 Assotsiativ mexanizm (A) — "avval kir, keyin chiq"

Assotsiativ mexanizm (A) da birinchi bosqichdakiruvchi ligand Y kompleksga birikib, koordinatsion soni bittaga ortgan oraliq komplekshosil bo'ladi. Ikkinchi bosqichda chiquvchi ligand X ajralib chiqadi. Birinchi bosqich sekin, ikkinchi bosqich tez.

A mexanizm sxemasi (oktaedrik kompleks)

1-bosqich (sekin): [ML₅X] + Y⁻ → [ML₅XY]

Oraliq: pentagonal-bipiramida yoki "qalpoqchali" oktaedr (KS=7)

2-bosqich (tez): [ML₅XY] → [ML₅Y] + X⁻

Tezlik qonuni: v = k[ML₅X][Y] (ikkala reagentga nisbatan birinchi tartibli)

A mexanizm belgilari

Tezlik qonuni: ikkinchi tartibli
ΔV < 0: hajm kichiklashadi (yangi bog' hosil bo'ladi)
ΔS < 0: entropiya kamayadi (zarralar soni kamayadi)
Chiquvchi ligand ta'siri: kuchsiz
Kiruvchi ligand ta'siri: kuchli (nukleofillik muhim)

A mexanizm misollari

Kvadrat-planar Pt²⁺: [PtCl₄]²⁻ + Y⁻ → [PtCl₃Y]⁻ + Cl⁻
16 e⁻ → 18 e⁻ oraliq (trigonal-bipiramida)
[Cr(H₂O)₆]³⁺ + Y: d³ — A mexanizmga moyil
[Co(CN)₅]³⁻ + Y: 18 e⁻ → 20 e⁻ oraliq

🔄 Almashinish mexanizmi (I) — bir vaqtda kirish va chiqish

Almashinish mexanizmi (I) — D va A mexanizmlar orasidagi oraliq holat. Bunda bir vaqtning o'zidakiruvchi ligand yaqinlashadi va chiquvchi ligand uzoqlashadi. O'tish holatida koordinatsion son o'zgarmaydi, lekin bog'lar bir vaqtda uziladi va hosil bo'ladi. I mexanizm Id (dissotsiativ almashinish) vaIa (assotsiativ almashinish)turlarga bo'linadi.

ParametrId (dissotsiativ almashinish)I (sof almashinish)Ia (assotsiativ almashinish)
Chiquvchi ligand ta&apos;siriKuchliO&apos;rtachaKuchsiz
Kiruvchi ligand ta&apos;siriKuchsizO&apos;rtachaKuchli
ΔV<sup>‡</sup>Musbat (+) — kichik≈ 0Manfiy (−) — kichik
ΔS<sup>‡</sup>Musbat (+) — kichik≈ 0Manfiy (−) — kichik
O&apos;tish holatiBog&apos; uzilishi oldindaSimmetrikBog&apos; hosil bo&apos;lishi oldinda
Misol[Ni(H₂O)₆]²⁺ + NH₃Kam uchraydi[Cr(H₂O)₆]³⁺ + Y

Ko'pchilik oktaedrik komplekslar — Id yoki Ia

Sof D va sof A mexanizmlar oktaedrik komplekslarda juda kam uchraydi. Aksariyat hollarda Id (dissotsiativ almashinish) yokiIa (assotsiativ almashinish) mexanizmlar amalga oshadi. d³ (Cr³⁺) va d⁶(QS) (Co³⁺) — Ia ga moyil (yuqori KMBE, oraliq KS=7 energiyasi past). d⁸ (Ni²⁺) va d⁹ (Cu²⁺) — Id ga moyil (past KMBE, oraliq KS=5 energiyasi past).

📐 Aktivatsiya parametrlari — mexanizmni aniqlash kaliti

ΔV (aktivatsiya hajmi) — mexanizmni aniqlashning eng ishonchli mezoni. Yuqori bosimda o'lchangan tezlik konstantasidan hisoblanadi. ΔS (aktivatsiya entropiyasi)— Eyring tenglamasidan olingan qo'shimcha mezon.

KompleksReaksiyaΔV (cm³/mol)ΔS (J/mol·K)Mexanizm
[Co(NH₃)₅Cl]²⁺+ H₂O+8.5+30D (sof dissotsiativ)
[Ni(H₂O)₆]²⁺+ NH₃+7.2+7I<sub>d</sub>
[Fe(H₂O)₆]²⁺+ H₂O*+3.8+5I<sub>d</sub>
[Cr(H₂O)₆]³⁺+ SCN⁻−9.3−15I<sub>a</sub>
[PtCl₄]²⁻+ NH₃−12−20A (sof assotsiativ)
[Co(CN)₅]³⁻+ I⁻−8.5−12I<sub>a</sub>

Asosiy qoida: ΔV > +5 cm³/mol → D yoki Id. ΔV < −5 cm³/mol → A yoki Ia. −5 < ΔV< +5 → I (sof almashinish). ΔS musbat → dissotsiativ xarakter, manfiy → assotsiativ xarakter.

🔍 Mexanizmga ta'sir qiluvchi omillar

1. Elektron konfiguratsiya va KMBE

Yuqori KMBE (d³, d⁶(QS)) → I<sub>a</sub> yoki A mexanizm (oraliq KS=7 da KMBE yuqori). Past KMBE (d⁸, d⁹, d¹⁰) → I<sub>d</sub> yoki D mexanizm (oraliq KS=5 da KMBE nisbatan yuqori).

2. Metall ionining oksidlanish darajasi

Yuqori oksidlanish darajasi → kichik ion radiusi → assotsiativ mexanizmga moyillik. [Co(NH₃)₆]³⁺ — I<sub>a</sub>, [Co(NH₃)₆]²⁺ — I<sub>d</sub>. Past oksidlanish darajasi → katta radius → dissotsiativ mexanizm.

3. Ligandlarning sterik omili

Katta hajmli ligandlar → dissotsiativ mexanizm (sterik to&apos;siq tufayli 7-koordinatsion oraliq hosil bo&apos;la olmaydi). Kichik ligandlar → assotsiativ mexanizm mumkin. Masalan: [Co(NH₃)₅X] — D mexanizm, [Cr(H₂O)₆]³⁺ — I<sub>a</sub>.

4. Erituvchi

Koordinatsiyalanuvchi erituvchilar (H₂O, DMSO) dissotsiativ mexanizmda oraliq kompleksni barqarorlashtiradi. Erkin ligand konsentratsiyasi past bo&apos;lganda dissotsiativ mexanizm ustunlik qiladi.

✅ Asosiy xulosalar

  1. D mexanizm: [ML₅X] → [ML₅] + X → [ML₅Y]; ΔV > 0, ΔS > 0
  2. A mexanizm: [ML₅X] + Y → [ML₅XY] → [ML₅Y] + X; ΔV < 0, ΔS < 0
  3. I mexanizm: bir vaqtda kirish va chiqish — eng ko'p tarqalgan
  4. ΔV — mexanizmni aniqlashning eng ishonchli mezoni
  5. Ko'pchilik oktaedrik komplekslar: Id yoki Ia mexanizm