Disambiguazione – Se stai cercando una molecola che prende contatto con unrecettore, vediligando (biochimica).
Inchimica unligando, olegante, rappresenta unatomo,ione omolecola che generalmente dona i suoielettroni per formare unlegame di coordinazione, agendo dabase di Lewis. Inchimica inorganica, l'atomo centrale (illegato) è rappresentato più comunemente da unmetallo o da unsemimetallo. La molecola risultante dalla coordinazione di uno o più ligandi è definitacomplesso.
I principali fattori che caratterizzano i ligandi sono rappresentati dalla loro carica, dimensione e natura chimica. In un complesso i ligandi sono in grado di stabilizzare il legato e di condizionarne le proprietà chimiche espettroscopiche.
Inbiochimica iligandi sono rappresentati da molecole o porzioni di molecole in grado di interagire con unrecettore producendo una certa rispostafisiologica.
La formazione dei complessi metallici è stata descritta daAlfred Werner, che pose le basi dello sviluppo della modernachimica di coordinazione. I ligandi che si legano direttamente al metallo costituiscono quella che viene dettasfera interna, mentre i ligandi non direttamente legati, e che agiscono da controioni annullando lacarica totale del complesso, costituiscono lasfera esterna.
Lateoria HSAB fornisce un'utile interpretazione semplificata del legame coordinativo.
Lo stesso argomento in dettaglio:Legame di coordinazione e Retrodonazione π.In generale, i ligandi donanodensità elettronica all'atomo centrale che agisce daelettrofilo, tramite sovrapposizione dell'HOMO del ligando con l'orbitale molecolareLUMO del legato.
In alcuni complessi, il legame metallo-ligando risulta più stabile di quanto si possa ordinariamente prevedere, a causa di una retrodonazione elettronica da parte del metallo, che tende a trasferire densità elettronica nell'orbitale molecolare antilegante π* del ligando coordinato.
Lo stesso argomento in dettaglio:Teoria del campo cristallino.Immaginando un ligando come carica puntiforme direzionata verso gli assi degli orbitali del metallo, per contrarre illegame chimico, tale carica genera una separazione degli orbitali d metallici in due nuovi gruppi di orbitali posti a energie differenti e separati da un valore Δo di energia. Più precisamente, i due orbitalidx²-y² edz² tendono ad assumere maggiore energia formando una nuova coppia di orbitali doppiamente degeneri denominatieg e caratterizzati da un incremento di energia di 3/5 Δo, mentre i tre orbitalidxy,dzxedyz formano tre orbitali triplamente degeneri denominatit2g e stabilizzati (sono posti a livelli energetici inferiori) di 2/5 Δo.
I ligandi che, in base alla loro natura, tendono a produrre una elevata separazione energetica (Δo elevato) sono definitiligandi a campo forte, mentre di contro i ligandi con caratteristica opposta sono definitiligandi a campo debole. Questo differente carattere dei ligandi influenza fortemente le proprietà chimico-fisiche dei complessi.
Un ligando può essere in grado di coordinare un atomo centrale utilizzando una coppia di elettroni oppure utilizzando più di una coppia elettronica. Rispettivamente, nel primo caso il ligando si diràmonodentato mentre nel secondo caso si avrà a che fare con un ligandopolidentato. Tipicamente i ligandi polidentati tendono a formare complessi particolarmente stabili definitichelati. Il terminedenticità si riferisce al numero di coppie elettroniche utilizzate per formare il legame; così, ad esempio l'EDTA è in grado di utilizzare 6 coppie elettroniche e pertanto costituisce un ligando "esadentato". Un ligandoambidentato invece è in grado di legare utilizzando due differenti centri atomici.
L'apticità è invece un concetto diverso e che non va confuso. Esso si riferisce al numero di atomi che utilizza un dato ligando quando contrae legame di coordinazione. Così, ad esempio, ilbenzene utilizza 6 atomi ed è detto esapto, ilciclopentadienile utilizza 5 atomi ed è quindi pentapto, l'etilene utilizza due atomi e allora è detto biapto. L'apticità viene anche indicata nellanomenclatura del composto ed è rappresentata utilizzando la notazioneηn, doven indica il numero di atomi utilizzati per il legame coordinativo.
| Ligando | formula (gli atomi che legano sono in grassetto) | Carica | Denticità comune | Note |
|---|---|---|---|---|
| Ioduro | I- | -1 | monodentato | |
| Bromuro | Br- | -1 | monodentato | |
| Solfuro | S2- | -2 | monodentato (M=S), o bidentato con legame a ponte (M-S-M') | |
| Tiocianato | S-CN- | -1 | monodentato | ambidentato |
| Cloruro | Cl- | -1 | monodentato | può formare ponti |
| Nitrato | O-NO2- | -1 | monodentato | |
| Azide | N-N2- | -1 | monodentato | |
| Fluoruro | F- | -1 | monodentato | |
| Idrossido | O-H- | -1 | monodentato | spesso forma ponti |
| Ossalato | [O-C(=O)-C(=O)-O]2- | -2 | bidentato | |
| Acqua | H-O-H | neutro | monodentato | |
| Isotiocianato | N=C=S- | -1 | monodentato | ambidentato |
| Acetonitrile | CH3CN | neutro | monodentato | |
| Piridina | C5H5N | neutro | monodentato | |
| Ammoniaca | NH3 | neutro | monodentato | |
| EDTA | 2(-OOC2HC)NCH2-CH2N(CH2COO-)2 | -4 (totale salificazione) | esadentato | |
| Etilendiammina | en | neutro | bidentato | |
| Nitrito | O-N-O- | -1 | monodentato | ambidentato |
| Trifenilfosfina | PPh3 | neutro | monodentato | |
| Cianuro | CN- | -1 | monodentato | può formare ponti |
| Monossido di carbonio | CO | neutro | monodentato | può formare ponti |
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