Ligander, komplex, bindningar, hjälp mig förstå :)

Vilken nivå studerar du kemi på? Vi som svarar formulerar oss olika om vi tror att det är en grundskoleelev som ställer frågan jämfört med om det är en universitetselev i kemi. Jag hoppas verkligen att man inte håller på med den här sortens experiment på högstadiet! Du kan själv flytta den tråd till rätt nivå genom att redigera ditt förstainlägg (inom två timmar, därefter kan du skriva här så kan någon av oss moderatorer hjälpa dig att flytta tråden). /moderator

Läser tredje året på natur natur, vart vill du att jag lägger tråden? Jag läser en kurs som heter naturvetenskaplig specialisering där vi får fördjupa oss i vad vi vill i princip. Har läst både kemi 1 och 2 men tyckte att frågan inte riktigt hörde hemma där.

Lägg tråden på Ke2, så vet vi hur mycket kemi du har läst. /moderator

När jag sedan tillsätter natriumbromid får jag ännu en fällning (vit), vad hände där? Reagerade silvret och bromidet?

Precis, det bildas en fällning av silverbromid. Silverjoner bildar svårlösliga salter med alla halogenider, inte enbart kloridjoner. Det är faktiskt så att silversalterna blir allt mer svårlösliga när man går nedåt i grupp 17 i periodiska systemet. Silverjodid är alltså ännu mer svårlösligt än silverbromid.

Jag har läst att tiosulfat gärna binder silver så jag antar att det händer även här. 

Japp. Många komplex är färgade och vilka färger samt intensiteten hos färgerna är i sig ett ganska intressant område att studera. 

Till sist tillsätter jag kaliumjodid och får en grumlig svagt brun/gyllene fällning. 

Se tidigare svar.

Det som är speciellt med silverhalogenider är att de är ganska instabila och lätt sönderfaller till silveratomer och motsvarande halogen. Det räcker med att man belyser saltet för att en del silverjoner ska reduceras till silveratomer. Det är en ganska komplicerad process som innefattar att elektroner exciteras och flyttas runt inom saltkristallerna. Resultatet blir i alla fall att saltet mörknar p.g.a. de bildade silveratomerna om det utsätts för ljus. Det utnyttjades förr i tiden för att framkalla fotografier.

Om du vill kolla vidare på detta så kan det även vara intressant att testa att försilvra något objekt med elektrolys, dvs att du kopplar något metallföremål till katoden i ett elektrolysbad med silverjoner. Om du tillsätter någon komplexbildare kommer [Ag⁺] att sjunka, vilket gör att silverbeläggningen inte bildas lika fort. Då får man en mycket jämnare och snyggare yta.

Men hur kommer det sig att klor som är mest elektronnegativt av alla ligander som tillsätts byts bort? Borde inte den bindningen vara starkare än den nya som bildas med brom?  Samma scenario för brom och jod senare.

Det handlar om hur stort inslaget av kovalent bindning är - man pratar ibland om hårda och mjuka joner, där mjuka joner helst binder till mjuka joner. Silver är en mjuk jon, fluor är väldigt hård, halogenerna blir mjukare och mjukare neråt.

Vad menar du?

Vad avgör om en jon blir mjuk eller hård?

Bra fråga! Det finns något som kallas för hårda och mjuka syror enligt den s.k. HSAB-teorin:

https://en.wikipedia.org/wiki/HSAB_theory 

Med syra och bas menas här inte "något som tar emot eller avger vätejoner", utan det handlar om Lewis syrabas-definition där en syra är en elektronparacceptor. I princip går det hela ut på att mjuka syror och baser är atomer och joner som har låg laddning och stor radie. Då blir "laddningsdensiteten" låg. En hård syra eller bas har hög laddning och kort radie. Teorin säger att mjuka syror binder starkare till mjuka baser och att hårda syror binder starkare till hårda baser.

Som du kan se är silver en mjuk syra, så den binder starkare till mjuka baser. Jodidjonen är en mjukare bas än bromidjonen och kloridjonen eftersom den har en större radie (fast samma laddning).

Mjuka baser som jodidjonen har dålig kontroll över sina valenselektroner eftersom de befinner sig så långt ut från atomkärnan. Valenselektronerna hos en mjuk bas kan ganska lätt komma i kontakt och delas med en mjuk syra så att det uppstår något som liknar en kovalent bindning. En kristall av silverjodid hålls alltså ihop av en sorts blandning mellan jonbindning och kovalent bindning (det kan du också se genom att studera skillnaden i elektronegativitet). Man kan alltså likna silverjodid med en enda stor nätverksmolekyl. Om ett helt saltkorn är att likna vid en enda stor molekyl är det ganska rimligt att lösligheten är låg. Man kan inte riktigt lösa upp ämnet eftersom det bara finns en enda "jättemolekyl". Sen är det såklart inte en ren kovalent bindning, utan den har betydande inslag av jonbindning trots allt.

TACK sååååååå mycket!!! Ni är guld!

En intressant detalj: Om du klickar på länken jag skickade så ser du att metallerna nere till höger i periodiska systemet är ganska mjuka syror, t.ex. kadmium, bly, kvicksilver och andra tungmetaller. Svavel är samtidigt en mjuk syra. Enligt teorin binder därför dessa metaller väldigt starkt till svavel.

Om du spolar tillbaka till biokemin så kanske du minns att proteiner är ganska känsliga och att deras form är viktig för deras funktion. Några av aminosyrorna i proteinerna (t.ex. cystein) innehåller svavel. Om proteinet stöter på tungmetaller som bly och kvicksilver kan det alltså hända att svavlet binder till dessa joner så att proteinets form förstörs och därmed mister det sin funktion. Detta är ganska starka bindningar som är svåra att bryta och är en av de främsta orsakerna till varför kvicksilver och andra tungmetaller är så giftiga. De förstör våra proteiner.

Man kan se exakt samma trend när det handlar om malmer. Mjuka syror som koppar, zink och bly återfinns nästan alltid som kopparsulfid, zinksulfid och blysulfid i jordskorpan. Hårda syror som krom och järn finns nästan alltid som kromoxid och järnoxid istället (syre är en mycket hård bas).

Det är faktiskt ganska intressant. Har du tips om artiklar, länkar osv. där jag kan läsa mer? 

Här står lite grand om enzymer och tungmetaller (detta exempel handlar faktiskt om just silver):

https://www.chemguide.co.uk/organicprops/aminoacids/enzymes3.html 

Det finns inte så mycket på svenska men om du googlar efter ”heavy metal poisoning” borde du få fram en del resultat.

Det fungerar faktiskt på motsvarande sätt fast tvärt om när det gäller cyanidförgiftning. Cyanidjoner är bra på att komplexbinda metalljoner, inte minst järn. Det kan binda till järnjonerna i hemoglobin och förhindra dem från att binda till syre (järnet binder starkare till cyanidjonerna). Då kan kroppen inte längre ta upp syre och man kvävs ihjäl.

Överlag är komplexbildning ganska farligt när det gäller förgiftning. Om en metalljon försöker ta sig in i en cell stoppas den oftast eftersom den är laddad. Laddade partiklar kan inte ta sig genom cellmembranet särskilt lätt eftersom de blockeras av de hydrofoba ”svansarna” hos fosfolipiderna. Men om man binder några negativt laddade ligander till metalljonen så kan man få ett neutralt laddat komplex. Det kan lättare tränga in i cellerna och ger därför en mer allvarlig förgiftning. 

Ett exempel på det sistnämnda är tetraetylbly som man tillsatte i bensinen förut. Det har dessutom etylgrupper som ligander vilket gör ämnet fettlösligt. Då kan inte kroppen göra sig av med blyet via urinen längre (som är vattenbaserad), utan det lagras in i fettvävnad istället och ger en långvarig förgiftning.

https://sv.wikipedia.org/wiki/Tetraetylbly 

Metylkvicksilver fungerar på ett liknande sätt. Där har kvicksilverjoner ligerat sig med metylgrupper och någon negativt laddad jon till ett neutralt laddat komplex som lätt tränger in i celler. Detta är bl.a. ett problem i sjöar med mycket organiskt material på botten vilket ger en låg syrehalt. Då uppstår en reducerande miljö där metylkvicksilver kan bildas. Ibland hör man t.ex. att gravida inte ska äta insjöfisk eftersom det kan innehålla mycket kvicksilver. Det gäller främst fet fisk som kan innehålla ännu mer kvicksilver eftersom föreningar som metylkvicksilver (likt tetraetylbly) byggs upp och lagras i fettvävnad.

Läs t.ex. här (det finns ett avsnitt om tungmetaller och svavel i cystein!):

https://sv.wikipedia.org/wiki/Metylkvicksilver 

Tack! :)

Varför väljer silverjonerna att binda till tiosulfatet istället för bromidet?