ציאניד

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

ציאנידים (Cyanides או ניטרילים, Nitriles) הם משפחה של תרכובות אורגניות.

לכל הניטרילים קבוצה פונקציונלית משותפת, קבוצת ניטריל או ציאנו (C≡N, אטום פחמן הקשור בקשר משולש לאטום חנקן)

יון הציאניד ^-CN מלמעלה:
מבנה סכמטי - רישור וזוגות אלקטרונים לא קושרים
מודל נפחי
משטחים איזו-אלקטרוסטטים (פיזור מטען
אורביטל מאוכלס גבוה ביותר HOMO - הזוג הבודד של הפחמן

. מקור השם ציאניד בתרכובת פרוציאניד ferrocyanide שפרושה ברזל (ferro) כחול (cyan) : הכחול הוא הפיגמנט כחול פרוסי המופק מפרוציאניד.

ציאניד הוא ליגנד חזק כלומר יוצר קומפלקסים עם מתכות מעבר. הזיקה הגבוהה של יון הציאניד לקטיונים של מתכות המעבר נובעת:

מכך שציאניד הוא אניון קטן ולכן קטנה הדחיה האלקטרוסטטית בין יוני ציאניד המקיפים את אותו יון.
משיתוף אורביטלי ה π של הציאניד בקשר - יצירת אורביטלות מולקולריות בין אורביטלי d של המתכת לאורביטל π של הציאניד.

סוגי קומפלקסים של ציאניד:

קומפלקסים הקסה-ציאנידים (6 אניוני ציאניד סביב קטיון המתכת) $\left[M(CN)_6\right]^{3-}$ המתכת M יכולה להיות ברזל, ונדיום, כרום (תלת ערכי), טיטניום, קובלט.. המבנה הגאומטרי של הקומפלקסים הללו: אוקטאדר.
טטראציאנידים $\left[M(CN)_4\right]^{2-}$ כאשר יון המתכת מטור הניקל: ניקל, פלדיום או פלטינה, כדרכן של מתכות אלו גאומטרית הקומפלקס - ריבוע מישורי.
דיציאנידים $\left[M(CN)_2\right]^-$ כאשר הקומפלקס עם אחת ממתכות המטבע נחושת, כסף או זהב, הקומפקסים הללו קוויים (לינארים).

יון הציאניד נקשר תמיד למתכת מצד הפחמן משום שזוג האלקטרונים הלא קושר של הפחמן הוא האורביטל המאוכלס באנרגיה הגבוהה ביותר וכיוון שגם לחנקן זוג אלקטרונים לא קושר (בסיס לואיס) הציאניד יכול להיות ליגנד מגשר - נקשר לשני קטיונים כפי שהוא קשור, למשל, בכחול פרוסי או בגבישי זהב ציאנידי, אבץ ציאנידי או קדמיום ציאנידי. יכולתו של הציאניד ליצור קומפלקסים יציבים מנוצלת, למשל, להפקת זהב. מפעילים תמיסת ציאניד על העפרה וכך ממצים את הזהב $2Au + 4KCN + \frac{1}{2}O_2 +H_2O \Rightarrow 2K\left[Au(CN)_2\right] + 2KOH$ כדי להפיק מחדש זהב מתכתי מתמיסת הציאניד מחזרים את הקומפלקס באבץ. לשיטת כריה זו השפעות סביבתיות הרסניות.

הזיקה החזקה של הציאניד למתכות ובפרט ליונים של ברזל דו ערכי היא הגורם לרעילות הגבוהה של החומר. הניטריל הידוע ביותר, ושעל-שמו קרויה כל המשפחה, הוא הגז הרעיל מימן ציאנידי (HCN), הידוע בפשטות כציאניד. 7 מיליגרמים של ציאניד מסוגלים להרוג אדם בוגר תוך שניות. היון ^-C≡N מגיע דרך זרם הדם לתאי הגוף ונקשר לברזל דו ערכי באנזים ציטוכרום C אוקסידז, אשר נמצא על דופן המיטוכונדריה. בעת פעילות תקינה של המיטוכונדריה חמצן מולקולרי אמור להיקשר לאנזים זה, לקבל אלקטרונים ולהפוך יחד עם יוני מימן למים. שלב זה חיוני במעגל ייצור ה-ATP במיטוכונדריה. כאשר הציאניד תופס את מקומו של החמצן, המיטוכונדריה לא מסוגלת לייצר ATP, ובכך נמנעת יכולתו של הגוף לייצר אנרגיה.

למרות רעילותו, מימן ציאנידי נמצא בכמויות מזעריות ברוב הפירות המכילים חרצן, כגון דובדבנים ומישמשים, וכן בשקדים. הגוף יודע לפרק ציאניד, והרעלה מתרחשת כאשר כמות הציאניד שנכנסת לגוף בבת אחת היא גדולה.

בגרסה מסחרית של מימן ציאנידי, בשם ציקלון בה, נעשה שימוש נרחב להשמדת יהודי אירופה בשואה. ציאנוהידרינים הינם נגזרות של ניטרילים. הם מכילים קבוצת ניטריל וכן קבוצת הידרוקסיל (OH). הם נוצרים כשציאניד מגיב עם קטון או אלדהיד.