Coordination polymer (original) (raw)

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Koordinační polymer je anorganický nebo organokovový polymer, který obsahuje kationty kovů propojené ligandy. Jinak řečeno se jedná o koordinační sloučeninu s opakujícími se koordinačními jednotkami. Koordinační polymery mají mnoho potenciálních využití. Koordinační polymery lze, na základě struktury a složení, dělit několika způsoby. Prvním z nich je , kde struktury mohou být jedno-, dvoj- nebo trojrozměrné.

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dbo:abstract Un polímer de coordinació es defineix com un compost de coordinació format per coordinació unitats que es repeteixen que s'estén en 1, 2 o 3 dimensions . Els principals constituents de polímers de coordinació són dos: ions metàl·lics, sovint anomenats nodes, i lligands , denominats enlazadores. estructures 1-dimensionals donen lloc a compostos que s'estenen al llarg d'una línia recta (més o menys), les estructures de 2 dimensions formen compostos que s'estenen en un pla, i les estructures de 3 dimensions formen sòlids tridimensionals (vegeu la Figura 1). La síntesi d'aquestes espècies químiques es produeix amb tècniques moleculars de autoensamblatge que exploten les propietats de coordinació dels components utilitzats, així com les forces més febles com ara interaccions pi-π , enllaços d'hidrogen i forces de van der Waals . Polímers de coordinació són materials que existeixen com a tal només en l'estat sòlid i la seva estructura està determinada per cristal·lografia de raigs X mètodes. Si es veu obligat a la solució d'aquests materials es desintegren en fragments formats per un parell d'unitats components. L'estudi dels polímers de coordinació ha tingut un considerable desenvolupament des dels anys noranta de segle passat, amb molts camps d'investigació com inorgànica i química orgànica , bioquímica , química dels materials , l'electroquímica i la farmacologia , en vista de les diverses aplicacions possibles. Una subclasse de polímers de coordinació es compon de metalls marcs orgànics (MOF), compostos caracteritzats per la presència d'una molt alta porositat . (ca) Koordinační polymer je anorganický nebo organokovový polymer, který obsahuje kationty kovů propojené ligandy. Jinak řečeno se jedná o koordinační sloučeninu s opakujícími se koordinačními jednotkami. Koordinační polymery mají mnoho potenciálních využití. Koordinační polymery lze, na základě struktury a složení, dělit několika způsoby. Prvním z nich je , kde struktury mohou být jedno-, dvoj- nebo trojrozměrné. (cs) A coordination polymer is an inorganic or organometallic polymer structure containing metal cation centers linked by ligands. More formally a coordination polymer is a coordination compound with repeating coordination entities extending in 1, 2, or 3 dimensions. It can also be described as a polymer whose repeat units are coordination complexes. Coordination polymers contain the subclass coordination networks that are coordination compounds extending, through repeating coordination entities, in 1 dimension, but with cross-links between two or more individual chains, loops, or spiro-links, or a coordination compound extending through repeating coordination entities in 2 or 3 dimensions. A subclass of these are the metal-organic frameworks, or MOFs, that are coordination networks with organic ligands containing potential voids. Coordination polymers are relevant to many fields, having many potential applications. Coordination polymers can be classified in a number of ways according to their structure and composition. One important classification is referred to as dimensionality. A structure can be determined to be one-, two- or three-dimensional, depending on the number of directions in space the array extends in. A one-dimensional structure extends in a straight line (along the x axis); a two-dimensional structure extends in a plane (two directions, x and y axes); and a three-dimensional structure extends in all three directions (x, y, and z axes). This is depicted in Figure 1. (en) 配位高分子（はいいこうぶんし、coordination polymer, 一部は金属有機構造体 (metal-organic framework, MOF) とも呼ばれる）とは、多座配位子と金属イオンからなる連続構造を持つ錯体のことである。例えば二座配位子Lと二配位の金属イオンMからは (-M-L-M-L-) 構造が無限に連なった配位高分子が生成し得る。配位高分子においては金属イオンは主鎖の中に位置しており、共有結合性の主鎖を持つ有機高分子の側鎖に導入された配位サイトに金属イオンが配位した (例：ポリアクリル酸の塩) とは異なる概念である。ただし、上記の構造を持っていても、極めて単純な構造を持つ配位子から生成するもの (例、Zn2+イオンとO2-イオンから生成するZnO: 酸化亜鉛) は配位高分子とは呼ばれない。 一般的に配位高分子は難溶性の固体で、近年ではその構造、ガス吸着特性、導電性、磁気的性質などの特徴が研究され触媒やナノ素材として注目されている。また、配位高分子は多孔性材料として注目を集める（多孔性ではない配位高分子も多数報告されている）。 多孔性材料としては一般的に活性炭やゼオライトがよく知られており、他にもメソポーラスシリカ、メソポーラスアルミナ、有機多孔体など、多様な多孔性材料がある。広い意味でとらえればRO膜やイオン交換膜も多孔性材料の一種ととらえることも可能である。また後述するように、多孔性配位高分子から発展して出来た（新たに定義された）COF (Covalent Organic Framework) もある。これらの材料と比較して、配位高分子は下記の特徴を有する点から注目を集めている。 * 多くの配位高分子は多座配位子と金属イオンの溶液を室温もしくは200℃以下の加熱環境で混ぜるだけで簡便に多孔性材料を得ることが出来る。 * 結晶性が良い材料が多く、細孔のサイズの均一性が極めて高い。細孔径に分布がほとんど無い。 * "孔"を形成する"壁"がとても薄い（分子1層分）ため、表面積が極めて大きい（1gあたりサッカー場よりも広い表面積を有する配位高分子がある）。 * 多くの配位高分子は亜鉛、アルミニウムなどの安価な金属イオンとテレフタル酸（もしくはその誘導体）からなるため、原材料費はペットボトルと変わらないほど安価である。 * 細孔のサイズはテレフタル酸の部分を変更すれば容易に変えることが出来る。しかも配位子を変更して得られる新たな配位高分子の細孔サイズは、やはり均一性が高く分布がほとんど無い。 * 配位子に種々の官能基を導入することで親水性や発光特性などを調節することが出来る。 * 結晶性が良いことから、細孔を形成する骨格や、細孔内に取り込んだ分子の状態が均質であり、詳細な情報が得やすい。特に単結晶X線構造解析に耐える試料が多いため、精緻な構造情報が得やすい。 定義から考えれば、「配位高分子」に該当する材料は古くから知られていたが、上記のような特徴から、近年急速に報告が増えている。 また、さらなる高比表面積化や生体安全性の向上を目指してCOFと呼ばれる有機多孔体にも注目が集まっている。 (ja) 배위 고분자(配位高分子, 영어: coordination polymer)는 리간드의 배위 결합을 통해 형성된 고분자이다. 오늘날는 배위 고분자의 일종인 금속유기골격체(MOFs)가 더 많이 연구되고 있다. (ko) Un polimero di coordinazione è definito come un composto di coordinazione formato da unità di coordinazione che si ripetono estendosi in 1, 2 o 3 dimensioni. I costituenti principali dei polimeri di coordinazione sono due: ioni metallici, spesso denominati nodi, e leganti, denominati linkers. Le strutture a 1 dimensione danno luogo a composti che si estendono lungo una linea (più o meno) retta, strutture a 2 dimensioni formano composti che si estendono in un piano, e strutture a 3 dimensioni formano solidi tridimensionali (vedi Figura 1). La sintesi di queste specie chimiche avviene con tecniche di auto-assemblaggio molecolare sfruttando le proprietà di coordinazione dei componenti utilizzati, nonché forze più deboli come interazioni π-π, legame a idrogeno e forze di van der Waals. I polimeri di coordinazione sono materiali che esistono come tali solo allo stato solido e la loro struttura viene determinata con metodi di cristallografia a raggi X. Se forzati in soluzione questi materiali si disgregano in frammenti formati da poche unità componenti. Lo studio dei polimeri di coordinazione ha avuto un considerevole sviluppo a partire dagli anni novanta del secolo scorso, coinvolgendo molti campi di ricerca come chimica inorganica e organica, biochimica, , elettrochimica e farmacologia, in vista di svariate possibili applicazioni. Una sottoclasse dei polimeri di coordinazione è costituita dai metal organic frameworks (MOFs), composti caratterizzati dalla presenza di una porosità molto elevata. (it) Um polímero de coordenação é uma estrutura polimérica inorgânica ou organometálica contendo centros de cátions metálicos ligados por ligandos orgânicos. Mais formalmente um polímero de coordenação é um composto de coordenação com entidades de coordenação de repetição que se estendem em 1, 2 ou 3 dimensões. (pt) 配位聚合物是或含有金屬陽離子中心金屬有機聚合物藉由有機配體相連的結構。更正式的配位聚合物說法是具有重複的1，2或3個維度上延伸的配位實體。 配位聚合物的重複單元是配合物。配位聚合物包含子類的配位網絡就是配位化合物的延伸，為1個維度上透過配位實體重複，與具有兩個或更多個單獨的鏈、環、螺形鏈接或透過配位實體在2或3維度上延伸在配位化合物之間的交叉連接。這些含有空洞的有機配體所產生的配位網絡有潛力應用在金屬-有機骨架材料方面。 配位聚合物與許多領域相關，例如有機和無機化學，生物化學，材料學，電化學，和藥理學，都有很大應用潛力。這個跨學科性質，使其在過去的幾十年裡一直被廣泛的研究。 配位聚合物可以根據它們的結構和組成分成許多不同的方法。一個重要的分類被稱為維度。一個結構可以被決定為一維，二維或三維是取決於在空間中其延伸方向的排列。一維結構以直線延伸（沿著x軸）；二維結構在平面中延伸（兩個方向為X和Y軸）；而三維結構向三個方向延伸（X，Y，和Z軸）。敘述於右圖： (zh)
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