我們對配位化合物已經(jīng)有所接觸,AgCl、Cu(OH)2沉淀可以溶解于氨水,就是由于生成配離子[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+的緣故。近三十多年來,由于分離技術(shù)、配位催化、電鍍工藝以及原子能、火箭等尖端工業(yè),甚至生物配合物等方面的實際需要,配合物的研究得到迅速的發(fā)展,目前已成為一門獨立的學(xué)科一配位化學(xué)。
配合物是由什么組成的呢?
由中心離子(或原子)與一定數(shù)目的配位體(分子或離子),通過以配位鍵結(jié)合而形成的復(fù)雜離子稱為配離子,如[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+、[Fe(CN)6]3-等。含有配離子的化合物稱為配位化合物,簡稱配合物。如[Ag(NH3)2]Cl、[Cu(NH3)4]SO4、K3[Fe(CN)6]等都是配合物。有些配離子是不帶電荷的分子,本身就是配合物,如[CoCl3(NH3)3]、[Ni(CO)4]、[PtCl2(NH3)2]等。習(xí)慣上也有將配離子就稱為配合物。在方括號內(nèi)的為配合物的內(nèi)界,是表現(xiàn)配合物特性的核心部分,方括號外的為外界。實驗表明,有些配合物不存在外界,如[PtCl2(NH3)2]和[CoCl3(NH3)3]等。
形成體
在配合物的內(nèi)界,有一個帶正電荷的離子或中性原子,位于配合物的中心位置,稱為配合物的中心離子(或原子),也稱配合物的形成體。配合物的形成體通常是金屬離子和原子,也有少數(shù)是非金屬元素,如[Cu(NH3)4]2+的Cu2+,[HgI4]2-的Hg2+,[Ni(CO)4]中的Ni,F(xiàn)e(CO)5中的Fe,[SiF6]2-中的Si4+,[BF4]-中的B3+。
配位體和配位原子
在配合物中,與形成體結(jié)合的離子或分子稱為配位體,簡稱配體。在配體中提供孤對電子的原子稱作配位原子,如配體NH3中的N原子,配體H2O和OH-中的O原子,CN-中的C原子等。配位原子主要是非金屬N、O、S、C和鹵素等原子。
配位體中只有一個配位原子的為單齒配體,如NH3、Cl-、OH-等,如果有兩個或兩個以上配位原子的,稱為多齒配體。例如乙二胺(簡寫為en),結(jié)構(gòu)式為H2N-CH2-CH2-NH2,有兩個N配位原子。乙二胺四乙酸根離子(簡稱EDTA)有6個配位原子。由多齒配體與同一形成體形成的環(huán)狀配合物又稱螯合物。
配位數(shù)
在配合物中,直接與形成體成鍵的配位原子的數(shù)目叫做形成體的配位數(shù)。由單齒配體形成的配合物,形成體的配位數(shù)等于配位體的數(shù)目,如[Cu(NH3)4]2+中Cu2+的配位數(shù)為4。由多齒配體形成的配合物,形成體的的配位數(shù)等于配位原子的個數(shù)。如[Cu(en)2]2+中Cu2+的配位數(shù)為4,[Ca(EDTA)]2-中Ca2+的配位數(shù)為6。
配離子的電荷
形成體和配體電荷的代數(shù)和即為配離子的電荷,常根據(jù)配合物的外界離子電荷數(shù)來確定。例如,在[PtCl(NH3)3]Cl中,外界只有一個Cl-,據(jù)此可知[PtCl(NH3)3]+的電荷數(shù)為+1。
綜上所述,配合物的組成表示如下:
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補充資料:
1.配位鍵是指由提供孤電子對的原子與接受孤電子對的原子之間形成的一種特殊的共價鍵??杀硎緸椋篈→B其箭頭指向接受孤電子對的原子。
2.配合物概念通常把金屬離子或原子與某些分子或離子以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物,簡稱配合物。
3.配合物的中文命名法:原則:服從一般無機化合物的命名原則。如酸根是簡單的陰離子,則稱某化某;如酸根是復(fù)雜的陰離子,則稱某酸某;如外界為氫離子,配陰離子的名稱之后用酸宇結(jié)束。
4.配合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象:兩種或更蘭種化合物,有相同的化學(xué)式;但結(jié)構(gòu)和性質(zhì)均不相同,則互稱“同分異構(gòu)體,這種現(xiàn)象稱為 “同分異構(gòu)現(xiàn)象”。
5.配位化合物一般指由過渡金屬的原子或離子(價電子層的部分d軌道和s、p軌道是空軌道)與含有孤對電子的分子(如CO、NH3、H2O)或離子(如Cl-、CN-、NO2-等)通過配位鍵結(jié)合形成的化合物。