Koordinasyon kimyası ve tarihçesi

Koordinasyon kimyasının gelişimi hemen hemen organik kimyanın gelişimine denk gelmektedir. Bu da modern anlamda 70-80 yıllık bir süreç. Peki nedir bu koordinasyon kimyası? Koordinasyon kimyası inorganik bileşiklerin organik veya inorganik bileşiklerle oluşturdukları kompleks bilim dalına ‘koordinasyon kimyası’ denir. Bu inorganik bileşikler aynı zamanda organik bileşiklerle de bileşik oluşturabilirler. Bu aynı zamanda şu demektir. Metal katyonlarının organik bileşiklerle veya polar inorganik maddelerin organik bileşiklerle verdikleri reaksiyonlardır. Bu metal katyonuna aynı zamanda ‘merkez atom’ denir. Merkez atom ise anyona, katyona ve bütün kompleksin yapısına bağlı olabilir. Koordinasyon bileşiklerinde yüklü ve yüksüz katyon veya merkez atoma bağlı gruplara ‘ligand’ denir. Yüklü ligandlara CN-,Cl-,C2O4-^2 örnek verilebilir. Yüksüz ligandlara ise H2O, NH3 gibi polar bileşikler örnek verilebilir. Görüldüğü gibi yüksüz bileşikler polar yapılıdır. Polar oldukları içinde yük yoğunlukları bir yerde fazladır. O halde yüksüz ligandlar aynı zamanda dipol bileşiklerdir de. Bazen yükü yoğunluğu birden çok olabilir, böyle yapılara ‘şelat’ ve yük yoğunluğu bir yerde olursa 1 dişli, iki yerde olursa 2 dişli, üç yerde olursa da buna da 3 dişli vs. denir.

Bir katyonda ya da merkez atoma bağlanan atomların sayıları koordinasyon sayılarını belirler. Bu durumda koordinasyon kimyası 12 koordinasyon sayısı belirlenebilir. Fakat daha 4 ile 6 arasındaki koordinasyon sayılı bileşiklere rastlanır.

Tarihçesi

Koordinasyon kimyasının tarihçesi 1800’lü yıllara kadar gider fakat o zamanlar bu alan nedir, kimsenin bir bilgisi yoktu. İlk elde edilen koordinasyon bileşiği Prusya mavisidir [KFe(FeCN)6] ve o zamana kadar etkili olan görüş valans bağ teorisidir. Bu görüşe göre metal katyonu yalnızca valans sayısı kadar bağ yapabilir. Oysa bu fikir koordinasyon kimyası açısından tehlike arz etmektedir. Şöyle ki; yardımcı etken (konunun içerisinde bahsedeceğim bundan)bileşiğin daha fazla oluşmasına neden olur. Fakat organik kimyanın gelişimine önemli katkılar sağlamıştır valans bağ teorisi.

Yine bilinen en eski ammin-metal kompleksi Magnus tarafından elde edilen yeşil renkli [Pt(NH3)4]Cl2 kompleksidir. Böyle tuzlara ise ‘magnus tuzları’ denir. Bu renkli bileşiklerin bir kısmı valans bağ teorisinde hakim olan görüşte bulunmuştur. Bu üzerinde çalışan bilim insanları (Blomstrand ve öğrencisi Jorgensen) şu soruya yanıt arıyorlardı. Nasıl oluyor da valans bağ yapısını tamamlayan bileşik daha fazla bileşik oluşturabiliyor. Öyle ya valans bağ yapısını tamamlanmış olan bileşik daha fazla bağ yapamaz. İşte bu durum valans bağ kuramının yanlış olduğunu gösterir. Bunun çözümünü daha sonra Alfred Werner gösterecektir.

Werner teorisi

Werner’e göre kompleks bir bileşik oluşuyorsa burada esas valans yapıyı oluşturan iyonlaşan yapı, birde yardımcı yapı olan iyonlaşamayan bölümü. Alfred Werner’in diğer bir önemli çalışması ise bnu teorinin valans bağ teorisinden kurtaran ilk kişi olmasıdır. Bu teoriyi ortaya attığında henüz 26 yaşındaydı ve 1913 yılında bu çalışmalarından dolayı Nobel ölülüyle ödüllendirilmiştir.

Werner’e göre esas yapı, kompleks bileşiğin yükseltgenme, yardımcı valans ise katyonun koordinasyon sayısını belirler. Bunlara da daha sonra Lewis esas yapıya iyonik bağ, yardımcı bölüme ise koordinat kovalent bağ isminin verilmesini önermiş ve bu durum kabul edilmiştir ve bundan sonra koordinasyon kimyası daha da gelişmiştir. Gelişmenin nedeni ise esasında daha çok bu tür bileşiklerin kimya açısından çok önemli olduğu düşüncesinin kavranmasıdır.

İsmail Çelik

Kaynaklar:
[1]. Prof.Dr.Turgut Gündüz – Koordinasyon Kimyası (Gazi Kitabevi Yayınları-2005)
[2]. Yrd.Doç.Dr.Soner Ergül – Genel Kimya (Anı Yayıncılık-2009)