我们对配位化合物已经有所接触,AgCl、Cu(OH)2沉淀可以溶解于氨水,就是由于生成配离子[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+的缘故。近三十多年来,由于分离技术、配位催化、电镀工艺以及原子能、火箭等尖端工业,甚至生物配合物等方面的实际需要,配合物的研究得到迅速的发展,目前已成为一门独立的学科一配位化学。
配合物是由什么组成的呢?
由中心离子(或原子)与一定数目的配位体(分子或离子),通过以配位键结合而形成的复杂离子称为配离子,如[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+、[Fe(CN)6]3-等。含有配离子的化合物称为配位化合物,简称配合物。如[Ag(NH3)2]Cl、[Cu(NH3)4]SO4、K3[Fe(CN)6]等都是配合物。有些配离子是不带电荷的分子,本身就是配合物,如[CoCl3(NH3)3]、[Ni(CO)4]、[PtCl2(NH3)2]等。习惯上也有将配离子就称为配合物。在方括号内的为配合物的内界,是表现配合物特性的核心部分,方括号外的为外界。实验表明,有些配合物不存在外界,如[PtCl2(NH3)2]和[CoCl3(NH3)3]等。
形成体
在配合物的内界,有一个带正电荷的离子或中性原子,位于配合物的中心位置,称为配合物的中心离子(或原子),也称配合物的形成体。配合物的形成体通常是金属离子和原子,也有少数是非金属元素,如[Cu(NH3)4]2+的Cu2+,[HgI4]2-的Hg2+,[Ni(CO)4]中的Ni,Fe(CO)5中的Fe,[SiF6]2-中的Si4+,[BF4]-中的B3+。
配位体和配位原子
在配合物中,与形成体结合的离子或分子称为配位体,简称配体。在配体中提供孤对电子的原子称作配位原子,如配体NH3中的N原子,配体H2O和OH-中的O原子,CN-中的C原子等。配位原子主要是非金属N、O、S、C和卤素等原子。
配位体中只有一个配位原子的为单齿配体,如NH3、Cl-、OH-等,如果有两个或两个以上配位原子的,称为多齿配体。例如乙二胺(简写为en),结构式为H2N-CH2-CH2-NH2,有两个N配位原子。乙二胺四乙酸根离子(简称EDTA)有6个配位原子。由多齿配体与同一形成体形成的环状配合物又称螯合物。
配位数
在配合物中,直接与形成体成键的配位原子的数目叫做形成体的配位数。由单齿配体形成的配合物,形成体的配位数等于配位体的数目,如[Cu(NH3)4]2+中Cu2+的配位数为4。由多齿配体形成的配合物,形成体的的配位数等于配位原子的个数。如[Cu(en)2]2+中Cu2+的配位数为4,[Ca(EDTA)]2-中Ca2+的配位数为6。
配离子的电荷
形成体和配体电荷的代数和即为配离子的电荷,常根据配合物的外界离子电荷数来确定。例如,在[PtCl(NH3)3]Cl中,外界只有一个Cl-,据此可知[PtCl(NH3)3]+的电荷数为+1。
综上所述,配合物的组成表示如下:
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补充资料:
1.配位键是指由提供孤电子对的原子与接受孤电子对的原子之间形成的一种特殊的共价键。可表示为:A→B其箭头指向接受孤电子对的原子。
2.配合物概念通常把金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。
3.配合物的中文命名法:原则:服从一般无机化合物的命名原则。如酸根是简单的阴离子,则称某化某;如酸根是复杂的阴离子,则称某酸某;如外界为氢离子,配阴离子的名称之后用酸宇结束。
4.配合物的同分异构现象:两种或更兰种化合物,有相同的化学式;但结构和性质均不相同,则互称“同分异构体,这种现象称为 “同分异构现象”。
5.配位化合物一般指由过渡金属的原子或离子(价电子层的部分d轨道和s、p轨道是空轨道)与含有孤对电子的分子(如CO、NH3、H2O)或离子(如Cl-、CN-、NO2-等)通过配位键结合形成的化合物。