Βιοσυναρμοστική Χημεία, Τόμος 1: Θεωρία

Ο σκοπός αυτού του βιβλίου είναι να δώσει στον αναγνώστη μια αρκετά αναλυτική γνώση για τη Χημεία Ενώσεων Συναρμογής και το ρόλο της στην κατανόηση της λειτουργίας των βιολογικών συστημάτων.
Στο πρώτο κεφάλαιο δίνονται τα στάδια εξέλιξης της ζωής πάνω στο πλανήτη μας με αρκετά απλουστευμένο τρόπο, ούτως ώστε ο αναγνώστης να αντιληφθεί τη σπουδαιότητα και το ρόλο των ενώσεων συναρμογής, ελπίζοντας ότι θα του δημιουργηθεί η περιέργεια να γνωρίσει το αντικείμενο αυτό σε βάθος στα επόμενα κεφάλαια. Επίσης σ’ αυτό το εισαγωγικό κεφάλαιο θα παρουσιαστεί μια γενική εικόνα της Χημείας Ενώσεων Συναρμογής, καθώς και τα πρώτα βήματα στην ανάπτυξη αυτού του κλάδου της Ανόργανης Χημείας. Στο δεύτερο κεφάλαιο θα δοθούν λεπτομερώς η ονοματολογία και οι ισομέρειες που απαντώνται στις Ενώσεις Συναρμογής, όπως έχουν καθοριστεί από την Διεθνή Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC), με σκοπό ο φοιτητής να έλθει σε επαφή με την αγγλική ορολογία η οποία αποτελεί το σύγχρονο τρόπο συνεννόησης των χημικών σε παγκόσμιο επίπεδο. Στο τρίτο κεφάλαιο θα δοθεί μια γενική κατάταξη των ενώσεων συναρμογής με βάση το ligand. Ο αναγνώστης πρέπει να γνωρίζει ότι υπάρχουν πολλές δυνατότητες κατάταξης, π.χ. με βάση το κεντρικό άτομο, το ligand, τη γεωμετρία κλπ. Η κατάταξη με βάση το ligand ελπίζουμε ότι βοηθάει περισσότερο στο να κατανοήσει ο φοιτητής την έννοια της Ένωσης Συναρμογής. Στα κεφάλαια τέσσερα και πέντε εξετάζονται οι Ενώσεις Συναρμογής, με βάση τις θεωρίες που έχουν αναπτυχθεί για την ερμηνεία της φασματοσκοπικής και χημικής τους συμπεριφοράς. Ορισμένες γνώσεις που θεωρούνται προαπαιτούμενες για την κατανόηση των θεωριών που αναπτύχθηκαν, δίνονται με όσο το δυνατό πιο απλό τρόπο, ώστε να συμβάλλουν στην καλύτερη κατανόηση την συμπεριφοράς των Ενώσεων Συναρμογής. Στα κεφάλαια 6 και 7 επιχειρείται να δοθεί μια στοιχειώδης ομαδοποίηση των αντιδράσεων σύνθεσης των ενώσεων συναρμογής και της χημικής τους συμπεριφοράς. Θα πρέπει όμως να τονισθεί ότι οι μέθοδοι αυτοί δεν έχουν καθολική εφαρμογή για όλα τα μεταλλικά ιόντα. Τέλος στα κεφάλαια 8 και 9 επιχειρείται η σύνδεση και η ανάδειξη του ρόλου της Χημείας Ενώσεων Συναρμογής στην ερμηνεία της δομής και της δράσης των βιολογικών συστημάτων. Δίνονται ακόμη ορισμένες εφαρμογές, χωρίς να καλύπτουν πλήρως όλες τις δυνατότητες των ενώσεων συναρμογής στις εφαρμοσμένες επιστήμες.

Περιεχόμενα

1: Εισαγωγή στη Βιοσυναρμοστική Χημεία

1. Εξέλιξη της Ζωής πάνω στον Πλανήτη μας
2. Γενική Εικόνα της Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

2: Ονοματολογία Ενώσεων Συναρμογής

1. Γενικοί Κανόνες Ονοματολογίας Συμπλόκων Ενώσεων
2. Ειδικές Περιπτώσεις Ονοματολογίας
3. Ισομέρεια των Ενώσεων Συναρμογής
4. Δι– και Πολυπυρηνικές Ενώσεις Συναρμογής

3: Τάξεις Ενώσεων Συναρμογής

1. Ενώσεις Συναρμογής με Αλογόνα και Ψευδαλογόνα
2. Το Νερό ως Ligand
3. Υδροξο- και Οξο- Σύμπλοκα
4. Υδριδο – Ενώσεις Συναρμογής
5. Ενώσεις Συναρμογής του Διοξυγόνου και του Διαζώτου
6. Ενώσεις Συναρμογής με Ligands που έχουν Δότες Ατομα Ν
7. Ενώσεις Συναρμογής με Ligands που έχουν Δότες Ατομα Ο
8. Καρβονυλικές Ενώσεις Συναρμογής
9. Νιτρoζυλο – Ενώσεις Συναρμογής
10. Οργανομεταλλικές Ενώσεις Συναρμογής
11. Ενώσεις Συναρμογής του Κυκλοπενταδιενίου
12. Καρβενο- και Καρβινο- Ενώσεις Συναρμογής
13. Αλλες κατηγορίες Ενώσεων Συναρμογής

4: Συμμετρία και Κρυσταλλογραφικά Συστήματα

1. Συμμετρία
2. Κρυσταλλογραφικά Συστήματα
3. Πίνακες Χαρακτήρων και Συμβολισμοί
4. Πίνακες Χαρακτήρων των σπουδαιοτέρων για τη Χημεία Ομάδων

5: Θεωρίες για το Δεσμό στις Ενώσεις Συναρμογής

1. Ιστορικά Στοιχεία
2. Θεωρία του Δεσμού Σθένους (Valence Bond Theory)
3. Θεωρία των Mοριακών Tροχιακών (Molecular Orbital Theory)
4. Η Θεωρία του Κρυσταλλικού Πεδίου (crystal field theory)
5. Αλληλεπίδραση Τροχιάς – Σπιν στα Σύμπλοκα
6. Διαγράμματα Tanabe-Sugano και Orgel

6: Σύνθεση Ενώσεων Συναρμογής

1. Αντιδράσεις Προσθήκης
2. Αντιδράσεις Διάσπασης
3. Αντιδράσεις Οξειδοαναγωγής
4. Αντιδράσεις Αντικατάστασης
5. Σταθερότητα των Ενώσεων Συναρμογής

7: Αντιδράσεις των Ενώσεων Συναρμογής

1. Αντιδράσεις στο Mεταλλικό Kέντρο
2. Αντιδράσεις στα Συναρμοσμένα Ligands
3. Αντιδράσεις στο Σύμπλοκο

8: Εκλεκτική Δέσμευση και Ανταγωνιστική Δράση Μεταλλοϊόντων

1. Τα Μεταλλοένζυμα
2. Εκλεκτική Δέσμευση Ιχνοστοιχείων
3. Ενεργή Σταθερά Σταθερότητας
4. Εκλεκτική Δέσμευση με βάση το Σθένος του Μετάλλου
5. Εκλεκτική Δέσμευση με βάση τη Γεωμετρία Συναρμογής
6. Εκλεκτική Δέσμευση με βάση το Ατομο Συναρμογής
7. Εκλεκτική Δέσμευση με βάση τη Σταθεροποίηση της Κατάστασης του Σπιν
8. Εκλεκτική Δέσμευση με σχηματισμό Πολυπυρηνικών Ενώσεων (clusters)
9. Εκλεκτική Δέσμευση με βάση το Μέγεθος του Μεταλλοϊόντος

9: Ενώσεις Συναρμογής και Διάφορες Εφαρμογές

1. Το Φωτοσύστημα
2. Τεχνητή Φωτοσύνθεση
3. Μαγνητικά Υλικά
4. Καταλύτες και Οργανική Σύνθεση
5. Φαρμακευτική

Παράρτημα: Κατάλογος ονομάτων και σύντομα βιογραφικά στοιχεία