Η βασική διαφορά μεταξύ αδρανών και ασταθών συμπλεγμάτων είναι ότι τα αδρανή σύμπλοκα υφίστανται αργή υποκατάσταση, ενώ τα ασταθή σύμπλοκα υφίστανται ταχεία υποκατάσταση.
Οι όροι αδρανές σύμπλοκο και ασταθές σύμπλοκο ανήκουν στην κατηγορία των συμπλεγμάτων μετάλλων μεταπτώσεως. Ένα σύμπλοκο μετάλλου μεταπτώσεως είναι μια ανόργανη ένωση που έχει ένα άτομο ή ιόν μετάλλου μετάπτωσης στο κέντρο του συμπλόκου και υπάρχουν δύο ή περισσότεροι συνδετήρες συνδεδεμένοι σε αυτό το κέντρο μετάλλου. Μπορούμε να ταξινομήσουμε αυτά τα σύμπλοκα σε δύο ομάδες ως αδρανή και ασταθή σύμπλοκα, ανάλογα με τις αντιδράσεις υποκατάστασης που υφίστανται.
Τι είναι τα αδρανή συμπλέγματα;
Τα αδρανή σύμπλοκα είναι σύμπλοκα μετάλλων μετάπτωσης που μπορούν να υποστούν αντιδράσεις υποκατάστασης πολύ αργά. Μερικές φορές, αυτά τα σύμπλοκα δεν υφίστανται καμία αντίδραση υποκατάστασης. Τα αδρανή σύμπλοκα είναι «αδρανή» επειδή έχουν μεγάλη ενέργεια ενεργοποίησης που μπορεί να εμποδίσει τους συνδέτες να υποστούν οποιαδήποτε αντίδραση υποκατάστασης. Επομένως, τα αδρανή σύμπλοκα είναι κινητικά σταθερές ενώσεις.
Εικόνα 01: Χλωριούχο εξααμινοκοβάλτιο(III)
Για παράδειγμα, το σύμπλεγμα εξααμμωνίου κοβαλτίου(III) περιέχει ένα κεντρικό ιόν κοβαλτίου (+3 φορτισμένο ιόν) συνδεδεμένο σε έξι συνδέτες αμμωνίου. Όταν αυτό το σύμπλοκο αντιδρά με ιόντα υδρονίου, μπορεί να σχηματίσει ένα σύμπλοκο κοβαλτίου(III)hexaaqua. Η σταθερά ισορροπίας για αυτήν την αντίδραση υποκατάστασης είναι περίπου 1064 Αυτή η μεγάλη σταθερά ισορροπίας υποδηλώνει ότι το σύμπλοκο αμμωνίου του κοβαλτίου είναι ασταθές από το σύμπλεγμα υδάτινων πόρων. Επομένως, αυτή η αντίδραση υποκατάστασης ευνοείται θερμοδυναμικά ιδιαίτερα, αλλά ο ρυθμός της αντίδρασης είναι πολύ χαμηλός λόγω του μεγάλου φραγμού ενέργειας ενεργοποίησης. Αυτό δείχνει ότι το σύμπλοκο αμμωνίου του ιόντος κοβαλτίου είναι ένα αδρανές σύμπλοκο.
Τι είναι τα ασταθή συμπλέγματα;
Τα ευπαθή σύμπλοκα είναι σύμπλοκα μετάλλων μεταπτώσεως που μπορούν να υποστούν αντιδράσεις υποκατάστασης γρήγορα. Με άλλα λόγια, τα ασταθή σύμπλοκα υφίστανται εύκολα αντιδράσεις υποκατάστασης όταν υπάρχει κατάλληλος συνδέτης για την υποκατάσταση. Αυτά τα σύμπλοκα υφίστανται ταχεία υποκατάσταση επειδή έχουν πολύ χαμηλό ενεργειακό φράγμα ενεργοποίησης. Επομένως, αυτά τα ασταθή σύμπλοκα είναι κινητικά ασταθείς ενώσεις.
Για παράδειγμα, το σύμπλεγμα εξααμμωνίου κοβαλτίου(II) περιέχει ένα κεντρικό ιόν κοβαλτίου (με +2 ηλεκτρικό φορτίο) συνδεδεμένο σε έξι συνδέτες αμμωνίου. Όταν αυτό το σύμπλοκο αντιδρά με ιόντα υδρονίου, συμβαίνουν αντιδράσεις υποκατάστασης. Αυτή η αντίδραση ολοκληρώνεται σε λίγα δευτερόλεπτα. Αυτό συμβαίνει επειδή το σύμπλοκο εξααμμωνίου του κοβαλτίου (II) είναι θερμοδυναμικά ασταθές και ασταθές.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αδρανών και ασταθών συμπλεγμάτων;
Υπάρχουν δύο τύποι συμπλεγμάτων μετάλλων μεταπτώσεως ως αδρανή σύμπλοκα και ασταθή σύμπλοκα. Η βασική διαφορά μεταξύ αδρανών και ασταθών συμπλεγμάτων είναι ότι τα αδρανή σύμπλοκα υφίστανται αργή υποκατάσταση, ενώ τα ασταθή σύμπλοκα υφίστανται ταχεία υποκατάσταση. Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι τα αδρανή σύμπλοκα είναι θερμοδυναμικά σταθερά σύμπλοκα με μεγάλο ενεργειακό φράγμα ενεργοποίησης. Τα ασταθή σύμπλοκα, από την άλλη πλευρά, είναι θερμοδυναμικά ασταθή και έχουν πολύ μικρό ενεργειακό φράγμα ενεργοποίησης.
Για παράδειγμα, το σύμπλοκο εξααμμωνίου κοβαλτίου(III) είναι ένα αδρανές σύμπλοκο που μπορεί να υποστεί αντίδραση υποκατάστασης με ιόντα υδρονίου, η οποία διαρκεί εβδομάδες για να ολοκληρωθεί. Η ίδια αντίδραση συμβαίνει σε λίγα δευτερόλεπτα όταν χρησιμοποιούμε σύμπλοκο εξααμμωνίου κοβαλτίου (II), επομένως είναι ασταθές σύμπλοκο.
Το ακόλουθο infographic συνοψίζει τις διαφορές μεταξύ αδρανών και ασταθών συμπλεγμάτων σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Αδρανή έναντι ασταθών συμπλεγμάτων
Τα σύμπλοκα μετάλλων μεταπτώσεως είναι ανόργανες ενώσεις που περιέχουν ένα κεντρικό άτομο μετάλλου ή ιόν συνδεδεμένο σε αρκετούς συνδέτες. Αυτά τα σύμπλοκα χωρίζονται σε δύο ομάδες ως αδρανή σύμπλοκα και ασταθή σύμπλοκα. Η βασική διαφορά μεταξύ αδρανών και ασταθών συμπλεγμάτων είναι ότι τα αδρανή σύμπλοκα υφίστανται αργή υποκατάσταση, ενώ τα ασταθή σύμπλοκα υφίστανται ταχεία υποκατάσταση.
