Донорно-акцепторные комплексы

Еще один вид сил притяжения, сближающих молекулы на расстояние меньшее суммы ван-дер-ваальсовых радиусов, связан с образованием донорно-акцепторных комплексов. Если образец является смесью двух соединений, одно из которых имеет пустую низко лежащую орбиталь, а другое - заполненную несвязывающую орбиталь, то между ними возможно взаимодействие, которое может приводить к образованию довольно прочных комплексов, например:

Поскольку любое ковалентно построенное органическое соединение содержит и

Поскольку любое ковалентно построенное органическое соединение содержит и занятые (связывающие и несвязывающие) , и пустые (несвязывающие и разрыхляющие) молекулярные орбитали, образование донорно-акцепторных комплексов должно быть общим явлением. Возможность или невозможность непосредственно наблюдать такие комплексы зависит от устойчивости комплекса, т.е. от прочности донорно-акцепторной связи.Образование комплекса между двумя первоначально кинетически независимыми молекулами связано с уменьшением энтропии, поэтому следует ожидать, что донорно-акцепторное взаимодействие будет особенно велико, если донорная и акцепторная группа находятся внутри одной молекулы и вследствие особенностей молекулярной геометрии сближены на расстояние, достаточно малое для осуществления такого взаимодействия. Этот тип внутримолекулярного взаимодействия называется трансаннулярным эффектом. Он характерен, например, для атранов - элементоорганических соединений со связями типа N:где M = B, Si, и др.M, где M = B, Si, и др.

Здесь донорно-акцепторная связь обозначена стрелкой, направленной от азота к

Здесь донорно-акцепторная связь обозначена стрелкой, направленной от азота к бору или кремнию. Эта связь не является полностью ковалентной, т.е. структура молекул не является полностью цвиттерионной, содержащей фрагмент N+-М-. Другими словами, разделение зарядов (т.е. переход пары электронов от азота к атому элемента М) неполное (N:δ+этой причине донорно-акцепторные комплексы называют еще комплексами с переносомMδ-). По этой причине донорно-акцепторные комплексы называют еще комплексами с переносом заряда (КПЗ).При фотовозбуждении происходит полный перенос заряда, поэтому КПЗ часто удается наблюдать спектрально. Если раствор смеси донора и акцептора в УФ- или видимом спектрах дают новую полосу, которая отсутствует в спектрах растворов донора и акцептора, снятых по отдельности (полоса переноса заряда), то это является доказательством образования КПЗ:

Важно подчеркнуть, что при донорно-акцепторном взаимодействии перенос заряда

Важно подчеркнуть, что при донорно-акцепторном взаимодействии перенос заряда происходит только при тесном сближении партнеров. Электроны переходят от донора к акцептору вследствие перекрывания пустой орбитали акцептора с заполненной орбиталью донора, т.е. «делокализуются» между донором и акцептором в области перекрывания. Донорно-акцепторное взаимодействие характерно для π-систем, электроны которых легко поляризуются и орбитали легко проникают одна в другую. По существу, сопряжение кратных связей - это боковое донорно-акцепторное взаимодействие, ведущее к делокализации, т.е. переносу заряда. При донорно-акцепторном взаимодействии двух молекул образуются π-комплексы.С точки зрения теории кислот и оснований (важнейшей концепции, объединяющей органическую и неорганическую химию), акцептор - это кислота, а донор - основание. Следовательно, донорно-акцепторное взаимодействие и кислотно-основное взаимодействие, по существу, одно и то же. Кислотно-основные взаимодействия рассматриваются в гл. 3.

Смотрите также

Обозначение констант равновесия межлигандного обмена хелатных комплексов экстрационно-фотометрическим методом
Хелаты настолько широко вошли в современную химию, что сейчас трудно представить аналитическую лабораторию, в которой эти соединения в том или ином виде не используются. Это объясняется преж ...

Простые эфиры. Краун-эфиры. Представления о межфазном катализе. Реакции простых эфиров
...

Химический состав минеральных вод
Лечебными минеральными водами называются природные воды, которые содержат в повышенных концентрациях те или другие минеральные (реже органические) компоненты и газы и (или) обладают какими-н ...