Coordination cage
ஒருங்கிணைப்பு கூண்டுகள் என்பது கரைசலில் முப்பரிமாண வரிசைப்படுத்தப்பட்ட கட்டமைப்புகள் ஆகும், அவை புரவலன்-விருந்தினர் வேதியியலில் புரவலன்களாக செயல்படுகின்றன. அவை கரிம உலோக முன்னோடிகளிலிருந்து கரைசலில் சுயமாக கூடியுள்ளன, மேலும் பெரும்பாலும் சகப்பிணைப்புகளை விட சகப்பிணைப்பு அல்லாத தொடர்புகளை மட்டுமே நம்பியுள்ளன. ஒருங்கிணைந்த பிணைப்புகள் அவற்றின் பல்துறை வடிவவியல்கள் காரணமாக இத்தகைய மேற்பரப்பு மூலக்கூறு சுய அசெம்பிளியில் பயனுள்ளதாக இருக்கும். இருப்பினும், ஒருங்கிணைந்த பிணைப்புகளை சகப்பிணைப்பு அல்லாதவை என்று அழைப்பது குறித்து சர்ச்சை உள்ளது, ஏனெனில் அவை பொதுவாக வலுவான பிணைப்புகள் மற்றும் சகப்பிணைப்பு தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு ஒருங்கிணைப்பு கூண்டு மற்றும் ஒரு விருந்தினரின் கலவையானது ஒரு வகை சேர்க்கை கலவையாகும். ஒருங்கிணைப்பு வளாகங்கள் தொகுப்பிற்காகவும், சுவாரஸ்யமான இடைநிலைகளை தனிமைப்படுத்தவும் "நானோ ஆய்வகங்களாக" பயன்படுத்தப்படலாம். ஒரு ஒருங்கிணைப்பு கூண்டுக்குள் ஒரு விருந்தினரின் சேர்க்கை வளாகங்கள் சுவாரஸ்யமான வேதியியலையும் காட்டுகின்றன; பெரும்பாலும், கூண்டின் பண்புகள் விருந்தினரைப் பொறுத்து மாறும். ஒருங்கிணைப்பு வளாகங்கள் மூலக்கூறு மையங்கள், எனவே அவை கிளாத்ரேட்டுகள் மற்றும் உலோக-கரிம கட்டமைப்புகளிலிருந்து வேறுபட்டவை. வரலாறு வேதியியலாளர்கள் இயற்கையில் உள்ள வேதியியல் செயல்முறைகளைப் பிரதிபலிப்பதில் நீண்ட காலமாக ஆர்வமாக உள்ளனர். இயற்கையில் வேதியியலின் ஒரு கருவியான சுய-அசெம்பிளி மூலம் அவற்றை உருவாக்க முடியும் என்பதால் ஒருங்கிணைப்பு கூண்டுகள் விரைவாக ஒரு சூடான தலைப்பாக மாறியது. ஒரு விருந்தினரை இணைக்கும் திறன் கொண்ட ஒரு மூடிய மேற்பரப்பு மூலக்கூறின் கருத்தாக்கம் 1985 இல் டொனால்ட் க்ராம் என்பவரால் விவரிக்கப்பட்டது. ஆரம்பகால கூண்டுகள் கீழ் மட்டத்திலிருந்து ஒருங்கிணைக்கப்பட்டன. மாகோடோ புஜிட்டா சுயமாக கூடிய கூண்டுகளை அறிமுகப்படுத்தினார், அவை தயாரிக்க கடினமாக இல்லை. இந்த கூண்டுகள் பாலிபோடல் ஈந்தணைவிகளைப் பயன்படுத்தி சதுர பிளானர் வளாகங்களின் ஒடுக்கத்திலிருந்து எழுகின்றன. ஒருங்கிணைப்பு கூண்டுகளை உருவாக்க ஐந்து முக்கிய முறைகள் உள்ளன. திசைப் பிணைப்பில், விளிம்பு-திசை சுய-அசெம்பிளி என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, பாலிஹெட்ரா தசைநார் மற்றும் உலோக முன்னோடியின் ஸ்டோச்சியோமெட்ரிக் விகிதத்தைப் பயன்படுத்தி வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. சமச்சீர் தொடர்பு முறை என்பது நிர்வாண உலோக அயனிகளை பல கிளைகள் கொண்ட செலேட்டிங் ஈந்தணைவிகளுடன் இணைப்பதை உள்ளடக்கியது. இதன் விளைவாக அதிக சமச்சீர் கூண்டுகள் உருவாகின்றன. முகம்-திசை முறை என்றும் அழைக்கப்படும் மூலக்கூறு பேனலிங் முறை, புஜிட்டாவால் உருவாக்கப்பட்ட முறையாகும். இங்கே, கடினமான ஈந்தணைவிகள் 'பேனல்கள்' ஆக செயல்படுகின்றன மற்றும் ஒருங்கிணைப்பு வளாகங்கள் அவற்றை ஒன்றாக இணைத்து வடிவத்தை உருவாக்குகின்றன. இடதுபுறத்தில் உள்ள படத்தில், மஞ்சள் முக்கோணங்கள் பலக ஈந்தணைவிகளைக் குறிக்கின்றன, நீல புள்ளிகள் உலோக வளாகங்களாகும். வளாகத்தின் ஈந்தணைவிகள் இறுதி வடிவவியலை செயல்படுத்த உதவுகின்றன. பலவீனமான இணைப்பு முறையில், ஒரு ஹேமிலாபில் தசைநார் பயன்படுத்தப்படுகிறதுஃ ஒரு பலவீனமான உலோக-ஹீட்டோரோஆட்டம் பிணைப்பு 'பலவீனமான இணைப்பு' ஆகும். சிக்கல்களின் உருவாக்கம் ஸ்பேசர்கள் மற்றும் ஈந்தணைவிகளுக்கு இடையிலான சாதகமான π-π இடைவினைகள் மற்றும் உலோகத்தின் கீலேஷன் ஆகியவற்றால் இயக்கப்படுகிறது. கூண்டு கட்டமைப்பை சமரசம் செய்யாமல், இறுதி கட்டமைப்பில் மேலும் செயல்பட அசெம்பிளியில் பயன்படுத்தப்படும் உலோகங்கள் கிடைக்க வேண்டும். ஆரம்ப அமைப்பு 'அமுக்கப்பட்ட' என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. அமுக்கப்பட்ட கட்டமைப்பில், பலவீனமான எம்-எக்ஸ் பிணைப்பை தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட முறையில் அதிக பிணைப்பு உறவுடன் ஒரு துணை ஈந்தணைவியை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் மாற்றலாம், இது ஒரு திறந்த கூண்டு கட்டமைப்பிற்கு வழிவகுக்கிறது. வலதுபுறத்தில் உள்ள படத்தில், எம் என்பது உலோகம், ஆரஞ்சு நீள்வட்டங்கள் ஈந்தணைவிகள் மற்றும் ஏ என்பது துணை ஈந்தணைவிகள் ஆகும். டைமெடாலிக் பில்டிங் பிளாக் முறைக்கு, இரண்டு துண்டுகள் தேவைப்படுகின்றனஃ உலோக டைமர் மற்றும் அதன் இணைக்கப்படாத ஈந்தணைவிகள் மற்றும் இணைக்கும் ஈந்தணைவிகள். இணைக்கப்படாத ஈந்தணைவிகள் ஒப்பீட்டளவில் லேபிள் அல்லாதவையாக இருக்க வேண்டும், மேலும் மிகவும் பருமனாக இருக்கக்கூடாது; எடுத்துக்காட்டாக, அமிடினேட்டுகள் நன்றாக வேலை செய்கின்றன. இணைக்கும் ஈந்தணைவிகள் பூமத்திய ரேகை அல்லது அச்சில் உள்ளனஃ பூமத்திய ரேகை ஈந்தணைவிகள் சிறிய பாலிகார்பாக்சிலேட்டோ எதிர்மின் அயனிகளாகும், மேலும் அச்சில் இணைப்பிகள் பொதுவாக கடுமையான நறுமண கட்டமைப்புகளாகும். விரும்பிய கூண்டு கட்டமைப்பைப் பொறுத்து அச்சு மற்றும் பூமத்திய ரேகை ஈந்தணைவிகள் தனித்தனியாகவோ அல்லது கலவையாகவோ பயன்படுத்தப்படலாம். வகைப்பாடு பல வகையான ஒருங்கிணைப்பு கூண்டுகள் உள்ளன. பொதுவாக, ஒருங்கிணைப்பு கூண்டுகள் ஹோமோலெப்டிக் அல்லது ஹெட்டோரோலெப்டிக் ஆகும். அதாவது, அவை ஒரு வகை ஈந்தணைவியிலிருந்து அல்லது பல வகைகளிலிருந்து கூடியிருக்கின்றன. பொதுவான ஒருங்கிணைப்பு கூண்டுகள் பெரும்பாலும் ஒரு MxLy சூத்திரத்துடன் ஒருங்கிணைப்பு வளாகங்களாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. பின்வரும் கூண்டுகளுடன் விளக்கப்பட்டுள்ளபடி, ஹெட்டோரோலெப்டிக் வளாகங்கள் பொதுவாக மிகவும் சிக்கலான வடிவவியல்களை உருவாக்குகின்றனஃ [M16 (Lp-Ph) 24] 32 + மற்றும் [M12 (μ-Lp-Ph) 12 (μ3-Lmes) 4] (BF4) 24. முந்தைய கூண்டு உலோகம் (எம்) மற்றும் தசைநார் (எல்) ஆகியவற்றின் 2:3 விகிதத்தில் கூடியுள்ளது, அங்கு உலோகம் செம்பு, துத்தநாகம் அல்லது காட்மியமாக இருக்கலாம். இந்த கூண்டு ஹோமோலெப்டிக் மற்றும் ஒரு ஹெக்ஸாடெகானியூக்ளியர் கட்டமைப்பில் ஒருங்கிணைக்கிறது. இரண்டாவது கூண்டு MBF4 இன் 4:1:4 விகிதம், ஈந்தணைவிகள் Lp-Ph மற்றும் ஈந்தணைவிகள் Lmes ஆகியவற்றிலிருந்து ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது. இந்த கூண்டு பன்முகத்தன்மை கொண்டது மற்றும் ஒரு டோடெகானியூக்ளியர் கியூபோக்டோஹெட்ரல் கட்டமைப்பில் ஒருங்கிணைக்கிறது. இந்த வடிவத்தின் முக்கோண முகங்களில் நான்கு எல்மேஸால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்டுள்ளன, இது மூன்று முறை பாலம் கட்டும் ஈந்தணைவியாக செயல்படுகிறது. மீதமுள்ள பன்னிரண்டு விளிம்புகள் எல்பி-பிஎச் என்ற விளிம்பு ஈந்தணைவிகளுடன் பரவியுள்ளன. ஈந்தணைவிகள் ஒருங்கிணைப்பு கூண்டுகளின் கட்டுமானத் தொகுதிகளாகும், மேலும் ஈந்தணைவிகளின் தேர்வு மற்றும் விகிதம் இறுதி கட்டமைப்பை தீர்மானிக்கின்றன. அவற்றின் அதிக சமச்சீர் தன்மை காரணமாக, ஒருங்கிணைப்பு கூண்டுகள் பெரும்பாலும் அவற்றின் வடிவவியலால் குறிப்பிடப்படுகின்றன. உயர் சமச்சீர் கூண்டுகளின் வடிவியல் பெரும்பாலும் பிளாட்டோனிக் அல்லது ஆர்க்கிமீடியன் திடப்பொருட்கள் ஆகும்; சில நேரங்களில் கூண்டுகள் அவற்றின் வடிவவியல்களால் சாதாரணமாக குறிப்பிடப்படுகின்றன. ஒருங்கிணைப்பு கூண்டுகளின் பெயரிடப்பட்ட வகைகளில், குழி மற்றும் கூண்டுகள் மற்றும் மெட்டலோபிரிஸம்கள் மிகவும் பொதுவானவை. காவிடேண்ட் கூண்டுகள் எனப்படும் கிண்ண வடிவ கரிம மூலக்கூறுகளை இணைப்பதன் மூலம் காவிடேண்ட் கூண்டுகள் உருவாகின்றன. இரண்டு "கிண்ணங்கள்" கரிம உலோக வளாகங்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. ஒரு குழி மற்றும் கூண்டு திறம்பட சுயமாக ஒன்றிணைக்கப்படுவதற்கு, பின்வரும் தேவைகள் பூர்த்தி செய்யப்பட வேண்டும்ஃ குழி மற்றும் சாரக்கட்டு கடினமாக இருக்க வேண்டும், உள்வரும் உலோக வளாகம் சிஸ் வடிவவியலை விதிக்க வேண்டும், மேலும் அமைப்பில் போதுமான முன்கூட்டிய அமைப்பு இருக்க வேண்டும், இதனால் கூண்டு உருவாக்க என்ட்ரோபிக் தடையை கடக்க முடியும். குழி மற்றும் கூண்டுகளை இணைக்கப் பயன்படுத்தப்படும் வளாகங்கள் ஒரு η2 ஈந்தணைவுடன் சதுர சமதளமாக உள்ளன; இது இறுதி வடிவவியலைச் செயல்படுத்த உதவுகிறது. சிஸ் வடிவியல் இல்லாமல், சிறிய ஒலிகோமர்கள் மட்டுமே உருவாகும். சுய-அசெம்பிளிக்கு ஒரு தசைநார் பரிமாற்றமும் தேவைப்படுகிறது; பி. எஃப் 4-மற்றும் பி. எஃப் 6-போன்ற பலவீனமாக பிணைக்கப்பட்ட அயனிகள் அசெம்பிளியை ஊக்குவிக்கின்றன, ஏனெனில் அவை வளாகத்தை விட்டு வெளியேறுகின்றன, எனவே இது மீதமுள்ள கட்டமைப்பில் உள்ள நைட்ரைல்களுடன் பிணைக்க முடியும். மெட்டலோபிரிஸம்கள் மற்றொரு பொதுவான வகை ஒருங்கிணைப்பு கூண்டு ஆகும். நெடுவரிசை போன்ற ஈந்தணைவிகளுடன் இணைக்கப்பட்ட பிளானர் தொகுதிகளிலிருந்து அவற்றை ஒருங்கிணைக்க முடியும். ஒரு எடுத்துக்காட்டு தொகுப்பு [(η6-p-சைமீன்) 6Ru6 (μ3-tpt-κN) 2 (μ-C6HRO4-κO) 3] 6 + உடன் தொடங்குகிறது, இது 2,4,6-tri (பைரிடின்-4-yl)-1,3,5-முக்கோணத்தின் (tpt) இணைப்பியைப் பயன்படுத்துகிறது. பல்வேறு விருந்தினர் மூலக்கூறுகள் மெட்டலாப்பிரிஸம்களின் ஹைட்ரோபோபிக் குழியில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. விருந்தினர்களின் சில எடுத்துக்காட்டுகள் பயோகான்ஜுகேட் வழித்தோன்றல்கள், உலோக வளாகங்கள் மற்றும் நைட்ரோ ஏரோமாட்டிக்ஸ் ஆகும். கெப்ளெரேட்டுகள் என்பது A4X3 ஸ்டோச்சியோமெட்ரி கொண்ட எட்ஜ்-டிரான்சிஸ்டிவ் (Cu2) எம்ஓஎஃப்களைப் போன்ற கூண்டுகளாகும். உண்மையில், அவை உலோக-கரிம பாலிஹெட்ரா என்று கருதப்படலாம். இந்த கூண்டுகள் முன்பு விவாதிக்கப்பட்ட வகைகளை விட மிகவும் வேறுபட்டவை, ஏனெனில் அவை மிகப் பெரியவை மற்றும் பல துவாரங்களைக் கொண்டுள்ளன. இலக்கு விருந்தினர் மூலக்கூறுகள் மிகவும் பெரியதாகவும் சிக்கலானதாகவும் மாறுவதால் பெரிய விட்டம் கொண்ட வளாகங்கள் விரும்பத்தக்கதாக இருக்கும். இந்த கூண்டுகளில் வெங்காயத்தைப் போல பல குண்டுகள் உள்ளன. டைனியூக்லியர் (Cu2) அசிட்டேட் இனங்கள் போன்ற இரண்டாம் நிலை கட்டிட அலகுகள் கட்டுமானத் தொகுதிகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மேலே உள்ள கூண்டில், வெளிப்புற ஷெல் ஒரு கியூபோக்டோஹெட்ரான் ஆகும்; அதன் அமைப்பு எம்-பிடிஇபி ஈந்தணைவியிலிருந்து அருகிலுள்ள இரண்டு பென்சோயேட் மோய்டிகளிலிருந்து வருகிறது. மூன்றாவது பென்சோயேட் உட்புற ஷெல்லுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. உள் கோளத்தில் உள்ள {Cu2} அலகுகள் பல வேறுபட்ட நோக்குநிலைகளை மாற்றியமைக்கின்றன. உள் கோளத்தில் உள்ள லேபைல் வளாகங்கள் நானோமீட்டர் அளவில் பெரிய இலக்கு விருந்தினர்களை பிணைக்க அனுமதிக்கின்றன. இன்னும் கரையக்கூடிய இந்த அளவிலான வளாகத்தை உருவாக்குவது ஒரு சவாலாகும். இடைவினைகள் ஒருங்கிணைப்பு கூண்டுகள் விருந்தினர்-விருந்தினர் மற்றும் புரவலன்-விருந்தினர் தொடர்புகள் மற்றும் எதிர்வினைகளைப் படிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சில சந்தர்ப்பங்களில், பிளானர் நறுமண மூலக்கூறுகள் மெட்டலோபிரிஸம்களின் உள்ளே அடுக்கி வைக்கப்படுகின்றன, இது புற ஊதா-புலப்படும் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி மூலம் கவனிக்கப்படுகிறது. உலோக-உலோக தொடர்புகளையும் அவதானிக்க முடியும். கலப்பு வேலன்ஸ் இனங்களும் ஒருங்கிணைப்பு கூண்டுகளுக்குள் சிக்கியுள்ளன. குறிப்புகள் ஒருங்கிணைப்பு வேதியியல் மேற்பரப்பு மூலக்கூறு வேதியியல்