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鎳(Ⅱ)的四面體與正方形絡(luò)合物


實驗室k / 2019-06-13

       四面體絡(luò)合物    主要有以下幾種化學計量的類型:NiX42-、NiX3L-、NiL2X2和Ni(L-L)2,式中X代表鹵素,L代表中性配位體如膦、膦氧化物或砷,L-L代表兒種雙齒配位體類型中的一種,(25-G-Ⅱ)到(25-G-Ⅳ)是其中一些例子。這三個雙齒配位體在氮原子上都含有體積龐大的取代基或連接于氮原子上,使Ni(L-L)2分子空間成為平面狀態(tài)在立體化學上是不可能的。當小的取代基存在時,就形成平面型或接近平面型的絡(luò)合物。必須著重指出,除NiX42-離子外,期望有嚴格的四面體構(gòu)型是不可能的。無論如何,在某些情況下,即使處于能給出配位體固有型式的最高對稱性時,也發(fā)生顯著的畸變。因此在Ni(L-L)2分子中,最對稱的構(gòu)型可能是垂直于二個L-L配位體的平面。而最常見的這兩面角差偏離90°很多;例如當L-L是(25-G-Ⅲ)時,兩面角是82°,當L-L是(25-G-Ⅱ)時只有76°。因此有時“四面體”一詞是很不精確的(即不包括正四面體);因為通常所說的四面體物種都有兩個未成對電子,是順磁性的,可能簡單地叫它們?yōu)轫槾判赃€比叫作四面體好些。確實,區(qū)分四-配位鎳(Ⅱ)絡(luò)合物是“四面體”形還是“平面”型的最有意義的方法,是考察一下對某給定配位體組ABCD的兩個平面(如A-Ni-B和C-Ni-D)之間的兩面角臨界值。當兩面角超過臨界值,分子是順磁性的,即使兩面角顯著小于90°也可以稱為“四面體”;相反,當兩面角低于臨界值,絡(luò)合物是抗磁性的,甚至實際上沒有達到完全平面型的范圍,也可以稱為平面型絡(luò)合物。


       正四面體或接近于正四面體絡(luò)合物有特征的光譜和磁性。當然十分不規(guī)則幾何構(gòu)型的順磁性鎳(Ⅱ)絡(luò)合物,不大可能與這些詳細說明相符合。在Td點群中,d8組態(tài)產(chǎn)生一個3T1(F)基態(tài)。從3T1(F)到3T1(P)狀態(tài)發(fā)生躍遷是在可見光區(qū)域(~15000厘米-1),它比在八面體絡(luò)合物中相應的3A2g→3T1g躍遷為強(ε=100)。因此四面體絡(luò)合物一般顯深色,傾向藍色或綠色,配位體在可見光區(qū)域內(nèi)也有吸收帶則除外。因為基態(tài)3T1(F)有大的固有軌道角動量,室溫時確實的四面體NiⅡ的磁矩應該在4.2波爾磁子左右。然而,即使稍有點畸變,磁矩就顯著地減?。ㄓ捎诤啿④壍婪至眩R虼?,完全正四面體絡(luò)合物磁矩為3.5-4.0波爾磁子,而畸變較大四面體絡(luò)合物磁矩為3.0-3.5波爾磁子,即與六-配位絡(luò)合物的磁矩處于同一范圍內(nèi)。

       正方形絡(luò)合物    大多數(shù)四-配位鎳(Ⅱ)絡(luò)合物選擇正方形幾何構(gòu)型。這是d8組態(tài)的自然結(jié)果,因為平面型配位體引起d軌道的一個(dx2-y2)軌道能量獨特的高,八個電子可以占據(jù)其它四個d軌道,但是剩下這個強的反鍵軌道空著。另一方面,在四面體配位中,占據(jù)反鍵軌道是不可避免的。有相同d8體系的PdⅡ和PtⅡ,這種因素變得如此重要以致根本不形成四面體絡(luò)合物。
       因此NiⅡ的正方形絡(luò)合物有恒定的抗磁性。由于在450-600毫微米范圍內(nèi)存在中等強度(ε=60)的吸收帶,而它們常顯紅、黃或棕色,當有附加吸收帶存在時則顯共它顏色。
       正方形絡(luò)合物的一些重要例子,我們可以提到黃色Ni(CN)42-、紅色雙(丁二酮肟)絡(luò)鎳(Ⅱ)(25-G-Ⅴ)、紅色β-酮-烯醇絡(luò)合物(25-G-Ⅵ)、黃至棕色Ni(PR3)2X2化合物,其中R是烷基和含有與(25-G-Ⅲ)、(25-G-Ⅳ)相似配位體的絡(luò)合物,它們中在氮上的取代基是小的。

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