complexation

[oumalak]

salut ,
SVP , pouvez vous m 'expliquer ce que c 'est un ligand et un complexe ?
merci d'avance .
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[moco]

Bonjour,
Un ligand est un ion ou une molécule qui s'approche d'un atome d'un métal de transition et se lie avec lui de manière solide, mais sans que cette liaison ressemble aux liaisons ioniques habituelles et aux liaisons covalentes habituelles. Une liaison covalente se forme habituellement lorsque deux atomes s'approchent en ayant au moins chacun un électron célibataire. Il se forme une paire (ou un doublet) qu'on symbolise par un trait, et c'est une liaison covalente.

Quand un ion ou une molécule s'approche d'un atome de transition, et qu'il possède un doublet non apparié (c'est très important), c'est alors un ligand. Il peut déposer ce doublet sur l'atome de transition et cela forme une nouvelle liaison de covalence entre lui et le métal. Comme c'est une covalence où les deux électrons viennent du même atome, on dit que c'est une covalence dative (du latin data, qui veut dire "donné", sous-entendu donné par un seul atome). Ce qu'il y a de particulier, c'est que, en général, il se fixe plusieurs ligands autour du métal. Le résultat est la formation de ce qu'on appelle un complexe, qui est donc l'atome de métal entouré de ses nombreux ligands.

Les ligands permettent souvent aux atomes de métal de transition de ressembler à un gaz noble, ce qui est impossible par liaison ionique ou par covalence habituelle. Ces atomes sont situés trop loin de la colonne des gaz nobles.

Un exemple simple est le cas du fer Fe, dont la structure électronique est celle de l'argon, plus 8 électrons. Il forme facilement l'ion Fe²⁺, qui a donc 6 électrons de plus que l'argon. Pour ressembler à l'argon, il devrait perdre en tout 8 électrons, et former l'ion Fe⁸⁺, ce qui est impossible en chimie. Une fois qu'un atome a perdu 3 ou 4 électrons, le noyau refuse qu'on lui arrache encore davantage d'électrons.

Par contre si on prend un ion Fe²⁺, et qu'on approche un ion comme l'ion cyanure CN^-, qui a un doublet non partagé et une charge négative sur l'atome C, on peut former une liaison de covalence dative entre Fe et C. Chaque fois qu'on approche un ion CN^-, on "donne" deux électrons au fer. L'atome C ne les perd pas, mais il s'établit une covalence Fe-C. Si on approche 6 ions CN^-, l'un à gauche, l'autre à droite, le 3ème devant, le 4ème derrière, le 5ème dessus et le 6ème dessous, c'est chaque fois 2 électrons nouveaux qu'on offre à l'ion de fer Fe²⁺. On remarque alors que l'atome de fer, qui n'avait que 6 électrons extérieurs à l'état d'ion isolé, contient maintenant 12 électrons de plus, avec ces 6 groupes CN- accrochés à lui. L'atome de fer ainsi équipé contient 18 électrons de plus que l'argon. Et cela lui donne la structure du gaz noble suivant, le krypton. On forme un complexe stable de formule [Fe(CN)₆]^4-.

On trouve ce complexe dans un composé connu depuis le Moyen-Âge, qui est formé de ce même ion, mais neutralisé électriquement par 4 ions K⁺.
C'est le composé K₄Fe(CN)₆. Il se récupérait au Moyen-Age, lorsqu'on lavait les cendres des foyers où on brûlait des résidus carnés, par exemple à la suite de sacrifices religieux, qu'on offrait aux Dieux. Tu devrais savoir que l'hémoglobine du sang est une molécule formée d'un atome de fer entouré de centaines d'atomes de C, N et O. Dans un grand feu, les atomes C, N et O disparaissent, sauf ceux qu'il faut pour faire K4Fe(CN)6. C'est un sel jaune soluble dans l'eau, qu'on récupérait par lavage des cendres. En allemand, on appelle (ou on appelait) ce sel d'après son origine : Blutlaugensalz, qui veut dire "sel de la lessive du sang". En français, on l'appelle hexacyanoferrate(II) de potassium.

Il faut toutefois reconnaître que tous les complexes ne donnent pas à l'atome central la structure d'un gaz noble. C'est souvent le cas, mais pas toujours. C'est comme avec la règle de l'octet qu'on enseigne dans les écoles. Cela joue souvent, mais pas toujours. Il y a des molécules stables comme NO, NO₂, B₂H₆, etc. qui ne suivent pas la règle de l'octet.

[Kemiste]

Bonjour.

Pour information, le terme de liaison dative est devenu désuet, on parle maintenant de liaison covalente de coordination. Il s'agit d'une simple convention car en pratique, une fois la liaison formée, il n'y a pas de différence avec une liaison covalente "classique".

[Hardworker]

Bonsoir Kemiste j'espèreque vous allez bien. J'ai bien suivi vos explications dans l'optique de comprendre une notion de mon cours de chimie organique. Mais je n'arrive pas à comprendre. Selon vos explications, le complexe dont vous parlez est formé par deux types d'atomes. J'ai voulu faire une analogie avec mon cours mais je me plante un peu. En fait il s'agit des réactions d'addition. Par exemple dans l'hydratation des alcynes, on me dit qu'elle necessite, outre l'acide sulfurique, une Complexation de la liaison π avec des ions mercuriques...
Et je me rend compte que dans la réaction, le complexe π dont on parle est formé ( je suppose) par ouverture d'une des liaisons π Formant les 2 atomes de Carb. Cette ouverture est réalisée par approche de l'ion Hg2+. Donc je sais pas trop comment trouver la logique dans ce cas, parcequ'on a bien trois atomes ( les 2Carb et l'ion Hg2+).
Tout le semble un peu flou, j'aimerais bien comprendre dans ce cas de l'hydratation des alcènes, comment se fait cette Complexation π plus précisément ???
Merciiii

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