氰基络合物
实验室k / 2019-06-03
氰络合物的生成几乎完全局限在d区过渡金属以及它们近邻的Zn,Cd和Hg。这表示金属-CN的π键对氰络合物的稳定性是多么重要,以后还有别的证据支持这一观点。然而CN-的π接受趋向看上去并不与CO,NO+,或RNC一般高,因此有理由认为它是带负电荷的。CN-强烈的亲核,所以不一定须要用反馈键来解释它同金属(具有Ⅱ,Ⅲ正常氧化态的)生成的络合物的稳定性。由于CN-和CO,NO,RNC有外表上的相似性,在这里讨论它的络合物较为方便。
氰基络合物的类型 大量的氰络合物具有通式:[Mn+(CN)x](x-n)-,并且是阴离子,例如[Fe(CN)6]4-,[Ni(CN)4]2-,[Mo(CN)8]3-。混合型络合物,特别是[M(CN)5X]n-一类是众所周知的,其中X可以是H2O,NH3,CO,NO.H或卤素。
虽然曾预期成桥的氰基可能存在于CO基所形成的类似化合物中,但并未得到肯定的证明。无论如何,直线型M-CN-M氰桥是熟悉的,它是许多氰化物和氰络合物晶体中的重要部分。所以AuCN,Zn(CN)2和Cd(CN)2都是具有无限链的高聚物。
相应于许多氰基阴离子的游离无水酸可以离析出来,例如H3[Rh(CN)6]和H4[Fe(CN)6]。这些酸不同于其它络离子的相应酸,例如[PtCl6]2-或[BF4]-,它们不能被离析出来,除非作为水合氢离子(H3O+)的盐才有可能,这些酸也不同于金属羰基氢化物,其中不含金属-氢键。而是氢原子作为氢键位于阴离子之间,MCN…H…NCM。氢原子的数量决定着结构的不同类型。例如在H[Au(CN)4]中呈链状,而在H2[Pd(CN)4]中呈片状。就八面体阴离子而论,结构上的差异不一定决定于质子数(为CN-离子数的一半)。H3[M(CN)6]的结构是一种无限的正规三维空间排布,其中的氢键可能是对称的,而在别的情况下,结构可能复杂得多。
金属-氰基的键合作用 氰离子在光谱化学序列中占有一个很前的位置,它引起强烈的电子云重排效应并产生强的反位效应。全部这些性质从所主张的M-CNπ键很容易说明,并且半经验性的MO计算支持了这一说明。从氰络合物振动光谱的精密分析出发,π键的存在是与之直线相符的,但它并不似羰基合物中那样广泛。
氰离子具有稳定低氧化态金属离子的能力,所以能这样,大概就是由于π*轨道接受了电子密度的缘故。零价金属的氰络合物一般不如相应的基合物稳定(实际上,这与明确的热力学或化学的概念相反),这事实说明CN-的π-酸度不良,但应看到氰络合物是阴离子,如[Ni(CN)4]4-,单凭这一理由,它应该活泼得多。在有些已知的氰络合物实例中,有着两种,甚至三种连续的氧化态,[M(CN)n]x-,[M(CN)n](x+1)-,[M(CN)n](x+2)-。