โครงสร้างแบบเคกกิน
โครงสร้างแบบเคกกิน (อังกฤษ: Keggin structure) เป็นโครงสร้างที่เป็นที่รู้จักกันดีที่สุดในบรรดาโครงสร้างของกรดเฮเทอโรพอลี (heteropoly acids)[1] สูตรทั่วไปของโครงสร้างแบบเคกกิน คือ [XM12O40]n- เมื่อ X เฮเทอโรอะตอม (heteroatom) ซึ่งโดยมากแล้วจะเป็น P5+ , Si4+ หรือ B3+) และ M คืออะตอมของโลหะที่ล้อมรอบไอออนลบทรงสี่หน้าของเฮเทอโรอะตอม[2] โดยมากแล้วจะเป็น Mo และ W ส่วน O แทนออกซิเจน ทั้งนี้ ยังพบโครงสร้างแบบเคกกินในรูปของพอลิออกโซแคตไอออน (polyoxocation) อีกด้วย เช่น พอลิออกโซแคตไอออนของเหล็ก อะลูมิเนียม และ แกลเลียม เป็นต้น
โครงสร้าง[แก้]
โครงสร้างแบบเคกกินประกอบด้วยไอออนลบรูปทรงสี่หน้าของเฮเทอโรอะตอมที่ล้อมรอบด้วยออกซิเจน 4 อะตอม โดยที่อะตอมนี้เป็นแม่แบบของโครงสร้างด้วยการเป็นแกนกลางที่ถูกล้อมรอบด้วยอะตอมโลหะที่ล้อมรอบด้วยออกซิเจนเป็นรูปทรงแปดหน้า (MO6) จำนวน 12 อะตอมโดยจัดเรียงตัวกันเป็นรูปกรง (cage-like structure)[3] ดังรูป 1 ซึ่ง MO6 ที่จัดเรียงตัวกัน 3 อะตอมที่เป็นแต่ละด้านของพอลิออกโซเมทัลเลตสามารถเรียงตัวในลักษณะกันได้มากถึง 5 แบบ หรือ 5ไอโซเมอร์ ได้แก่ α-, β-,γ-, δ- และ ε-เคกกิน
ตัวอย่างโครงสร้างไอออนบวกพอลิออกโซและพอลิออกโซเมทัลเลตแบบเคกกิน
ไอออนบวกพอลิออกโซของโลหะหมู่ 13[แก้]
ไอออนบวกพอลิออกโซ [Al13O4(OH)24(H2O)12)]7+ (Al13) มีโครงสร้างแบบเคกกินที่มีไอออนลบรูปทรงสี่หน้าเป็น {AlO4} และยังพบว่ามีโครงสร้างที่เป็นรูปแบบเดียวกันของแกลเลียม หรือ Ga13 เช่นเดียวกับ GaAl12 และ GeAl12[4]
พอลิออกโซเมทัลเลตของเหล็ก[แก้]
เนื่องจากเหล็กและอะลูมิเนียมมีสมบัติทางเคมีที่คล้ายกัน จึงมีการเสนอว่าอาจจะมีโครงสร้างเคกกินของเหล็กที่เสถียรอยู่จริง ในปี ค.ศ. 2007 ได้มีการค้นพบและศึกษาโครงสร้างของ Fe13 โดยเป็นสารประกอบที่เรียกว่า เฟร์ริไฮไดรด์ (ferrihydrite) [5] และในปี ค.ศ. 2015 ก็มีการสังเคราะห์ Fe13 ที่มีประจุ -17 รายงานในวารสาร Science[6]
อ้างอิง[แก้]
- ↑ J.C. Bailar, Jr. The Chemistry of the Coordination Compounds, Reinhold Publishing Corporation, 1956, pp 472-482
- ↑ J.F. Keggin. Proc. Roy. Soc., A, 144, 75-100 (1934)
- ↑ A New Fundamental Type of Inorganic Complex: Hybrid between Heteropoly and Conventional Coordination Complexes. Possibilities for Geometrical Isomerisms in 11-, 12-, 17-, and 18-Heteropoly Derivatives. LCW Baker, JS Figgis Journal of the American Chemical Society 92(12), 3794-3797 (1970)
- ↑ Detection of a new polymeric species formed through the hydrolysis of gallium(III) salt solutions S. M. Bradley, R. A. Kydd and R. Yamdagni J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1990, 413 - 417, doi:10.1039/DT9900000413
- ↑ F. M. Michel, L. Ehm, S. M. Antao, et al. Science, 316, 1726-1729 (2007)
- ↑ O. Sadeghi, L. N. Zakharov and M. Nyman, Aqueous formation and manipulation of the iron-oxo Keggin ion Science; 2015; 347 (6228) pp 1359 - 1362; doi:10.1126/science.aaa4620