scheLM 3D

In diesem idealen Co-EDTA-Komplex bilden die drei Atome N-Co-N, oder allgemeiner die drei Atome N-M(etall)-N einen Winkel von 90°.

Aktivieren Sie den entsprechenden Radiobutton (N-M-N) in der Tabelle unten rechts neben der Abbildung. Drehen Sie den Komplex so, dass Sie den Winkel gut erkennen können.

Zwei der an Kolald koordinierten Sauerstoffatome bilden mit dem Cobald einen Winkel von 180° (O-M-O (180°)), die anderen beiden an Cobald-koordnierten Sauerstoffatome bilden einen Winkel von 90° (O-M-O (90°)).

Betrachten Sie auch diese beiden Winkel. Drehen Sie den Komplex wenn nötig.

Wie oben erwähnt hat der Co-EDTA-Komplex eine zweizählige Symmetrie. Das heißt, er ist chiral! Die Symmetrie ist nicht ganz leicht zu erkennen. Zur Unterstützung kann mit dem Button "Achse zeigen" die Drehachse (gelb) eingeblendet werden.

Blenden Sie die Drehachse ein und drehen sie den Komplex so, dass Sie die Achse gut erkennen können. (Tip: Wenn Sie exakt der Achse entlanschauen, ist die Achse kaum zu erkennen).

Wählen Sie jetzt "Symmetrie zeigen".

Der Komplex wird um 180° gedreht, bis er wieder deckungsgleich mit der Ausgangslage ist.
Die Ausgangslage wird durch einen Schatten in der ursprünglichen Lage hervorgehoben. Das Bild kommt nach 180° mit dem Schatten zur Deckung.

Der ideale Co-EDTA-Komplex besitzt eine zweizählige Drehachse!
Da Cobald-Ion ist okatedrisch koordiniert!

Rechts von der Abbildung befinden sich noch sechs weitere Kontrollen

• Stabdurchmesser: Der Durchmesser der Bindungen kann den eigenen Bedürfnissen angepasst werden, was in der Regel nicht notwendig sein sollte. Dazu kann der Schieberegler oder die "+"- und "-"-Button genutzt werden.
• Kugeldurchmesser: Der Durchmesser der Atome kann den eigenen Bedürfnissen angepasst werden, was in der Regel nicht notwendig sein sollte. Dazu kann der Schieberegler oder die "+"- und "-"-Button genutzt werden.
• Zoom: Ist Zoom ausgewählt kann die Größ des Komplexes mit dem Srollrad der Maus verändert werden. Zoom ist im Regelfall deaktiviert, um versehentliches zoomen zu vermeiden.

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• Wasserstoff ausblenden: Mit diesem Button können Sie die Wasserstoffatome ausblenden und wieder einblenden. Das Ausblenden erhöht die Übersichtlichkeit der Abbildung.
• Wasser einblenden: In einigen Strukturen wird das Metallzentrum zusätzlich durch Wasssermoleküle komplexiert. Diese werden standardmäßig nicht angezeigt, können aber eingeblendet werden.
• Tabelle oben rechts: Die Funktion wird auf der nächsten Seite erläutert.

Testen Sie die verschiedenen Kontrollelemente, um sich damit vertraut zu machen.

Wälen Sie nun in der Tabelle oben rechts in der ersten Zeile (Molekül 1) den realen Co-EDTA Komplex aus.

Die Struktur des idealen Co-EDTA-Komplexes wird langsam ausgeblendet, bis sie gerade noch zu erkennen ist, dann wird die Struktur des realen Co-EDTA-Komplex eingeblendet. Wärend dieses prozesses sind alle Kontrollelemente gesperrt.

Betrachten Sie wieder alle drei Winkel. Drehen Sie den Komplex, so dass Sie dies gut erkennen können.

Die drei Winkel weichen mehr oder weniger deutlich vom Idealwinkel ab. Das Cobald-Atom ist so groß, daß das EDTA es nicht richtig umschließen kann. Daher wird der eine O-M-O-Winkel von 90° auf 104° aufgeweitet, der andere O-M-O-Winkel von 180° auf 169,8° reduziert.

Der reale Co-EDTA-Komplex ist verzerrt okaedrisch koordiniert, besitzt aber immer noch eine zweizählige Drehachse!

In der Tabelle oben rechts ist in der ersten Zeile (Molekül 1) immer das aktive Molekül abzulesen, in der zweiten Zeile (Molekül 2) welches Molekül als Schatten angezeigt wird. Dies ist standardmäßig immer das Vorherige.

Sie können in beiden Zeilen beliebig zwischen den angezeigten Molekülen hin und herwechseln.

Molekül 2 können sie auch ausblenden.

Mg²⁺ hat mit 100 pm einen deutlich größeren Ionenradius als Co³⁺ mit 72 pm.

Wechseln Sie zum Mg-EDTA-Komplex und betrachten Sie die Bindungswinkel in diesem.

Der Mg-EDTA-Komplex ist noch stärker verzerrt als der reale Co-EDTA-Komplex. Der 90° N-M-N-Winkel ist auf 74.1° reduziert, der 90° O-M-O-Winkel auf 148.5° aufgeweitet, und der 180° O-M-O-Winkel auf 142.3° reduziert.

Dadurch entsteht eine Struktur, die gegenüber der beiden Stickstoffatome viel Platz hat.

Die Kristallstruktur zeigt, dass hier ein Molekül Wasser als weiterer Ligand koordiniert ist.

Blenden Sie dieses zusätzliche Wassermolekül ein. Drehen Sie den Komplex so, dass sie alle Details gut erkennen können.

Die koordinative Bindung vom Wasser-Sauerstoff zum Magnesium-Zentrum liegt exakt auf der c₂-Achse.

Blenden Sie die c₂-Achse wenn nötig ein. Benutzen Sie noch einmal den Button "Symmetrie zeigen".

Im Mg-EDTA-Komplex ist die okaedrische Koordination des Magnesium-Ions durch EDTA noch stärker verzerrt.
Die Koordinationsphäre des Magnesiums ist durch ein Wassermolekül von 6 auf 7 erweitert.
Die zweizählige Symmetrie bleibt erhalten.

Verglichen mit dem Mg²⁺-Ion (72 pm) ist das Ca²⁺-Ion noch größer (100 pm). Calcium steht im PSE unter Magnesium.

Schalten Sie das Wassermolekül wieder aus und wechseln Sie zum Ca-EDTA-Komplex. Betrachten Sie die verschiedenen Bindungswinkel.

Der Ca-EDTA-Komplex ähnelt dem Mg-EDTA-Komplex. Allerdings ist die okaedrische Koordination noch stärker verzerrt. Der 90° N-M-N-Winkel beträgt hier nur 69° der 90° O-M-O-Winkel beträgt nun 162.9° und der 180° O-M-O-Winkel beträgt nun 138.4°.
Der Oktaeder ist noch einmal stärker verzerrt.

Überprüfen Sie noch einmal die Symmetrie des Komplexes.

Auch dieser Komplex hat eine zweizälige Drehachse.

Blenden Sie die Wassermoleküle wieder ein und überprüfen Sie noch einmal die Symmetrie des Komplexes.

Auch dieser Komplex zeigt eine Erweiterung der Koordinationsspäre. Diesmal werden zusätzlich zum EDTA zwei Wassermoleküle koordiniert. Auch dieser Komplex zeigt eine zweizählige Drehachse.

Im Ca-EDTA-Komplex ist die okaedrische Koordination des Calcium-Ions durch EDTA noch stärker verzerrt.
Die Koordinationsphähre des Calciums ist durch zwei Wassermoleküle von 6 auf 8 erweitert.
Die zweizählige Symmetrie bleibt erhalten.

• Der Ca-EDTA-Komplex gilt oft als Prototyp des okatedrischen Komplexes. Tatsächlich ist die Koordinationszahl in diesem Komplex aber 8 anstelle von 6 da die Koordinationsspäre durch zwei Wassermoleküle erweitert wird.
• Vernachlässigt man die beiden Wassermoleküle so ergibt sich eine stark verzerrte oktaedrische Koordination. Da Ca²⁺-Ion ist zu groß um vom EDTA umschlossen zu werden.
• Geht man vom Ca²⁺-Ion über das Mg²⁺-Ion zum Co³⁺-Ion so nimmt der Io0nenradius immer weiter ab und das System nähert sich der idealen oktaedrischen Koordination an.
• Im Mg-EDTA-Komplex ist die Koordinationsspäre nur auf 7 erweitert, der Co-EDTA-Komplex zeigt die erwartete Koordinationszahl von 6.

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• Im Mg-EDTA-Komplex ist die Koordinationsspäre nur auf 7 erweitert, der Co-EDTA-Komplex zeigt die erwartete Koordinationszahl von 6.
• Die Geometrie des Co-EDTA-Komplex weicht nur nach leicht von der des idealen Okteders ab.
• Alle Strukturen zeigen als einziges Symmetrieelement ene zweizälige Drehachse. Daher gehören sie zur Punktgruppe C₂. Sie sind chiral.
• Ein Oktaeder hat die Punktgruppe O_H. Diese Punktgruppe hat 6 vierzälige Achsen, 8 dreizälige Achsen, 6 zweizälige Achsen, ein Inversionszentrum und diverse Spiegelungen und Drehspiegelungen. Durch die Geometrie des EDTA-Liganden bleibt in den Komplexen des EDTA nur eine einzige zweizählige Achse übrig.