Transition metal carbonate and bicarbonate complexes
ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಲೋಹದ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಮತ್ತು ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳು ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ (CO32-) ಮತ್ತು ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ (HCO3-) ಅನ್ನು ಲಿಗಂಡ್ಗಳಾಗಿ ಹೊಂದಿರುವ ಸಮನ್ವಯ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಾಗಿವೆ. ಸಂಕೀರ್ಣಗಳ ದಾಸ್ತಾನು ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ, ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಲಿಗಂಡ್ ಲೋಹದ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ಬಂಧ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಬಂಧಿಸಬಲ್ಲದು ಎಂಬ ಅಂಶದಿಂದ ವರ್ಧಿಸುತ್ತದೆ. ಬಾಂಡಿಂಗ್ ವಿಧಾನಗಳು ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಒಂದು ಸೂಡೊಹಾಲೈಡ್ ಲಿಗಂಡ್ ಆಗಿದೆ. ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಪೈ-ಸಿಸ್ಟಮ್ನೊಂದಿಗೆ, ಇದು ಯಾವುದೇ ಪೈ-ಗ್ರಾಹಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ. ಅನೇಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋನೆಗೇಟಿವ್ ಅಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ, ಇದು ಬಲವಾಗಿ ಮೂಲಭೂತವಾಗಿಲ್ಲ. ಎರಡನೆಯದು ಕಾರ್ಬೊನಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಪಿಕೆಎಗಳೊಂದಿಗೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆಃ ಪಿಕೆ1 = 6.77 ಮತ್ತು ಪಿಕೆ2 = 9.93. ಒಂದೇ ಲೋಹದ ಅಯಾನುಗೆ, ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಅನ್ನು ಗುರುತಿಸಲಾಗದ (κ1-) ಮತ್ತು ಬೈಡೆಂಟೇಟ್ (κ2-) ಮಾದರಿಗಳೆರಡರಲ್ಲೂ ಬಂಧಿಸುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕೋವೆಲೆಂಟ್ ಬಾಂಡ್ ವರ್ಗೀಕರಣ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ, κ1-ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಒಂದು ಎಕ್ಸ್ ಲಿಗಂಡ್ ಮತ್ತು κ2-ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಒಂದು ಎಕ್ಸ್2 ಲಿಗಂಡ್ ಆಗಿದೆ. ಎರಡು ಲೋಹಗಳೊಂದಿಗೆ, ಬಾಂಡಿಂಗ್ ವಿಧಾನಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬ್ರಿಡ್ಜಿಂಗ್ ಲಿಗಂಡ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು [ರು2 (ಸಿಒ3) 4ಸಿಎಲ್2] 5-ನಲ್ಲಿರುವಂತೆ ಲೋಹ-ಲೋಹದ ಬಂಧಗಳನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು, ಅಲ್ಲಿ ಅದು ಮತ್ತೆ (ಎಕ್ಸ್) 2 ಲಿಗಂಡ್ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ವಿವರಿಸಿದಂತೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎಲ್ಲಾ ಮೂರು ಆಮ್ಲಜನಕ ಕೇಂದ್ರಗಳು ಬಂಧಿಸುತ್ತವೆ. ಅಂತಹ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಒಂದು ಎಲ್ಎಕ್ಸ್ ಲಿಗಂಡ್ ಆಗಿದ್ದು, ಪ್ರತಿ ಲೋಹಕ್ಕೆ 3ಇ-ಅನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. {(VO) 6 (μ-OH) 9 (CO3) 4} 5-ಸೇರಿದಂತೆ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಸ್ಫಟಿಕಶಾಸ್ತ್ರವು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ನ ಬಂಧದ ವಿಧಾನಗಳು ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸೀಮಿತವಾಗಿವೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಭಾಗಶಃ ಕಡಿಮೆ ಕ್ಷಾರಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಭಾಗಶಃ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಲೋಹ-ಬಂಧಿಸುವ ಸ್ಥಳವನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಂಡಿದೆ. ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ ಅನ್ನು ಗುರುತಿಸಲಾಗದ ಎಕ್ಸ್ ಲಿಗಂಡ್ ಎಂದು ಬಂಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅಂತಹ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳ ಮೇಲೆ ರಚನಾತ್ಮಕ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಅಪರೂಪ. ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಕಾರ್ಬೊನೇಟೊ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳನ್ನು ಕ್ಷಾರ ಲೋಹದ ಕಾರ್ಬೊನೇಟ್ ಲವಣಗಳನ್ನು ಪೂರ್ವಗಾಮಿಗಳಾಗಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಉಪ್ಪಿನ ಮೆಟಾಥೆಸಿಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕೆಲವು ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ತಟಸ್ಥ pH ಬಳಿ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಗಮನಾರ್ಹ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿಲ್ಲದ ಕಾರಣ ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ. ಲೋಹದ ಕಾರ್ಬೊನೇಟೊ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳಿಗೆ ಇತರ ಮುಖ್ಯ ಮಾರ್ಗವು ಲೋಹದ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳ ಸೇರ್ಪಡೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಲೋಹದ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ಗಳ ಕಾರ್ಬೊನೇಷನ್ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಸ್ಥಾಪಿತವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಅಂತಹ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ನೀರಿನಿಂದ ವೇಗವರ್ಧಿಸಬಹುದು. ಐಸೋಟೋಪ್ ಲೇಬಲಿಂಗ್ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು M-OH ಬಂಧದ (L = ಜೆನೆರಿಕ್ ಲಿಗಂಡ್) ಛೇದನವಿಲ್ಲದೆ ಮುಂದುವರಿಯಬಹುದು (ಮತ್ತು ಬಹುಶಃ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮುಂದುವರಿಯಬಹುದು) ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತವೆಃ ಅನೇಕ ನಿಗೂಢ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ತೃತೀಯ ಫಾಸ್ಫೈನ್ಗಳಿಂದ ಪೆರಾಕ್ಸಿಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ನ ಡಿಯೋಕ್ಸಿಜನೇಷನ್ಃ ಕಡಿಮೆ-ವೇಲೆನ್ಸ್ ಲೋಹಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿದಾಗ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನುಪಾತಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್/ಕಾರ್ಬೊನೇಟೊ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳ ಅತ್ಯಂತ ಮೂಲಭೂತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕತೆಯು ಅವುಗಳ ಪರಸ್ಪರ ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗಿದೆ. ಈ ಆಮ್ಲ-ಕ್ಷಾರ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಏಕ ಆಣ್ವಿಕ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳಿಗೆ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅಂತಹ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಖನಿಜಗಳೊಂದಿಗೆ ಆಮ್ಲಗಳ ಪರಿಚಿತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಆಣ್ವಿಕ ಆವೃತ್ತಿಗಳಾಗಿವೆ. ಕಾರ್ಬೊನೇಟೊ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳ ಪ್ರೋಟೋನೇಶನ್ ಅನುಗುಣವಾದ ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ ಅನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ ಸಂಕೀರ್ಣದ ರಚನೆಯು ಸುಸಂಘಟಿತ ಆಮ್ಲಜನಕದಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟೋನೇಶನ್ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ರಿವರ್ಸ್ ಅಥವಾ ಲೋಹದ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ಗಳ ಕಾರ್ಬೊನೇಶನ್ನ ಮೊದಲ ಹಂತವಾಗಿದೆ. ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ ಲಿಗಂಡ್ಗಳ ಪ್ರೋಟೋನೇಶನ್ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ನ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ಲೋಹದ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ರಚನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾದ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳ ಉದಾಹರಣೆಗಳೆಂದರೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಎಥಿಲೀನಡಿಯಮೈನ್ ಅನಾಲಾಗ್ ಕಾರ್ಬೊನಾಟೊಬಿಸ್ (ಎಥಿಲೀನಡಿಯಮೈನ್) ಕೋಬಾಲ್ಟ್ (III). ಅವುಗಳ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಕಾರಿಗಳಾಗಿ ಅವುಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಪರಿಶೀಲಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕೆಲವು ಹೋಮೋಲೆಪ್ಟಿಕ್ ಕಾರ್ಬೊನೇಟೊ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಒಂದು [Zr (CO3) 4] 4-, ಇದು 8-ನಿರ್ದೇಶಾಂಕದ Zr (IV) ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಟ್ರಿಸ್ (ಕಾರ್ಬೊನೇಟೊ) ಕೋಬಾಲ್ಟ್ (III) ([Co (CO) 3] 3-) ಮತ್ತೊಂದು ಸಂಭವನೀಯ ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿದೆ. ಲೋಹದ ಕಾರ್ಬೊನೇಟೊ ಮತ್ತು ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳು ಯಾವುದೇ ನೇರ ವಾಣಿಜ್ಯ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ. ಅವು ಗಾಳಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ ಕಡಿಮೆ ವ್ಯಾಲೆಂಟ್ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳ ಸಂಭಾವ್ಯ ಭವಿಷ್ಯವನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತವೆ. ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಉಪಯುಕ್ತ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳು ಮತ್ತು ಇಂಧನಗಳಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಯೋಜನೆಗಳಲ್ಲಿ ಹಾನಿಕಾರಕ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಸಹ ಅವು ವಿವರಿಸುತ್ತವೆ. ಜೈವಿಕ ವಲಯದಲ್ಲಿ, ಸತು ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳು ಕಾರ್ಬೊನಿಕ್ ಅನಹೈಡ್ರೇಸ್ನ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಕೇಂದ್ರ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳಾಗಿವೆ. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಸಮನ್ವಯ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳು ಅಜೈವಿಕ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಕಾರ್ಬೊನೇಟ್ಗಳು