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配合物結構
鎖定
配合物結構簡介
配合物結構是指其原子在分子或配合物中,中心原子的分子或離子完全或部分由配位鍵結合形成的幾何形態。配位基的幾何型態排列會因配位基之數目及其與中心原子鍵結之型式而改變。金屬中心的氧化狀態也會改變其配位的喜好。金屬中心所配位之配位基數目可從二個至十五個之多。
配合物結構例子
八面體結構是一個常見的配位幾何結構,六個配位基以對稱分佈配位在金屬上,如果將各配位基以直線相連,就形成一八面體的形狀。其他常見的配位幾何例子,如四面體結構及平面四邊形結構。
配合物結構結構
配合物結構構型
把圍繞中心原子的配位原子看作點,以線連接各點,就得到配位多面體。
五配位中,常常涉及到三角雙錐和四方錐兩種構型的互變,因此,很大一部分五配位化合物的結構是介於這兩個結構之間的一種中間結構。六配位的化合物除極其常見的八面體外,也有可能是三角稜柱結構,例如單核配合物[Re(S2C2Ph2)3]即屬於這一類。七配位中,配合物還可能是單帽八面體或單帽三角稜柱體結構。
更高配位數的化合物中,八配位的可以是四方反稜柱體、十二面體、立方體、雙帽三角稜柱體或六角雙錐結構;九配位的可以是三帽三角稜柱體或單帽四方反稜柱體結構;十配位的可以是雙帽四方反稜柱體或雙帽十二面體結構;十一配位的化合物很少,可能是單帽五角稜柱體或單帽五角反稜柱體;十二配位的如[Ce(NO3)6],為理想的二十面體;十四配位的為雙帽六角反稜柱體。再高的配位數非常罕見,如最近研究的PbHe15,該離子中鉛的配位數至少為15。
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配合物結構異構現象
配合物結構立體異構
配合物結構幾何異構
從空間關係上考慮,順式(cis-)是指相同的配體處於鄰位,反式(trans-)是指相同的配體處於對位。八面體[MA3B3]的兩種異構體中,面式(fac-)或順-順式指3個A和3個B各佔八面體的三角面的頂點,經式(mer-)或順-反式是指3個A和3個B在八面體外接球的子午線上並列。
不對稱雙齒配體的平面正方形配合物[M(AB)2]也有可能有幾何異構現象,結構類似於上面的順鉑。
多核配合物也有幾何異構現象。例如,Pt(II)的雙核配合物[Pt2(PPr3)2(SEt)2Cl2]的順反異構體都已製得,且室温下其苯溶液都是穩定的。但反式在熱的或冷的苯溶液中加入痕量三丙基膦作催化劑就能完全轉變為順式。
配合物結構光學異構
光學異構是立體異構的另一種形式,兩種光學異構體會使平面偏振光發生等量但不同方向的偏轉,因此又稱旋光異構或對映異構。大多數配合物在溶液中都會逐漸失去旋光性,這一過程稱為消旋作用。根據具體情況的不同,消旋機理可能是分子間或分子內的。
最簡單的配合物光學異構體為四面體型,中心原子與四個不同的基團相連,分子不能與鏡像重合。例如[Be(C6H5COCHCOCH3)2]。而對於八面體構型的配合物而言,光學異構主要發生在以下幾種情況下:
- [M(AA)3]型,如三-(草酸根)合鉻(III)、[Co{(OH)2Co(NH3)4}3]Cl6(第一個製得的具有旋光性且不含碳的化合物—Hexol)。
- [M(AA)2X2]型,如[Rh(en)2Cl2]。
- [M(AB)3]型,如[Co(gly)3]。
- [M(AA)B2X2]型,如[Co(en)(NH3)2Cl2]。
- 涉及多齒配體,如[Co(edta)]。
配合物結構結構異構
- 離子異構:配合物有相同分子式但不同的配位陰離子,因此水溶液中產生的離子不同,如[Co(NH3)5SO4]Br和[Co(NH3)5Br]SO4。
- 溶劑合異構:配合物中水所處的位置不同,有內界與外界的差異,例如[Co(H2O)6]Cl3和[Cr(H2O)5Cl]Cl·H2O。
配合物結構配位場理論
配位場理論(英語:Ligand field theory)是晶體場理論和分子軌道理論的結合,用以解釋配位化合物中的成鍵情況。與晶體場理論不同的是,配位場理論考慮配體與中心原子之間一定程度的共價鍵合,可以解釋晶體場理論無法解釋的光譜化學序列等現象。一般LFT選取的模型都為八面體構型,即六個配體沿座標軸正負指向中心原子,以方便理解。
配合物結構配合物
配位化合物(英語:coordination complex),簡稱配合物,又稱為絡合物、絡鹽、複合物,包含由中心原子或離子與幾個配體分子或離子以配位鍵相結合而形成的複雜分子或離子,通常稱為“配位單元”。凡是含有配位單元的化合物都稱做配位化合物。研究配合物的化學分支稱為配位化學。
配合物是化合物中較大的一個子類別,廣泛應用於日常生活、工業生產及生命科學中,近些年來的發展尤其迅速。它不僅與無機化合物、有機金屬化合物相關聯,並且與現今化學前沿的原子簇化學、配位催化及分子生物學都有很大的重疊。
配合物結構分子結構
分子結構最好在接近絕對零度的温度下測定,因為隨着温度升高,分子轉動也增加。量子力學和半實驗的分子模擬計算可以得出分子形狀,固態分子的結構也可通過X射線晶體學測定。體積較大的分子通常以多個穩定的構象存在,勢能面中這些構象之間的能壘較高。
配合物結構參見
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