简介 配位化学 coordination chemistry 研究金属的原子或离子与无机、有机的离子或分子相互反应形成配位化合物的特点以及它们的成键、结构、反应、分类和制备的学科。
最早记载的配合物是18世纪初用作颜料的普鲁士蓝K〔FeⅡ(CN)6FeⅢ〕。1798年又发现了CoCl3·6NH3是CoCl3与NH3形成的稳定性强 配位化学的化合物 ,对其组分和性质的研究开创了配位化学领域。
1893年,瑞士化学家A.韦尔纳首先提出这类化合物的正确化学式和配位理论,在配位化合物中引进副价概念,提出元素在主价以外还有副价,从而解释了配位化合物的存在以及它在溶液中的离解。 在配位化合物中 ,中心原子与配位体之间以配位键相结合。
解释配位键的理论有价键理论、晶体场理论和分子轨道理论。 配位化学与有机、分析等化学领域以及生物化学、药物化学、化学工业有密切关系,应用很广:①金属的提取和分离。
从矿石中分离金属,进一步提纯,如溶剂萃取、离子交换等都与金属配合物的生成有关。②配位催化作用。
过渡金属化合物能与烯烃、炔烃和一氧化碳等各种不饱和分子形成配位化合物,使这些分子活化,形成新的化合物,因此,这些配位化合物就是反应的催化剂。③化学分析。
配位反应在重量分析、容量分析、分光光度分析中都有广泛应用,主要用作显色剂、指示剂、沉淀剂、滴定剂、萃取剂、掩蔽剂,可以增加分析的灵敏度和减少分离步骤。④生物化学。
生物体中许多金属元素都以配合物的形式存在,例如血红素是铁的配合物;叶绿素是镁的配合物;维生素B12是钴的配合物。⑤医学。
可用乙二胺四乙酸二钠盐与汞形成配合物,将人体中有害元素排出体外。顺式二氯·二氨合铂(Ⅱ)已被证明为抗癌药物。
编辑本段简史 最早有记载的配合物是18世纪初用作颜料的普鲁士蓝, 化学式为 K【Fe(CN)6Fe】 。1798年发现CoCl3·6NH3。
CoCl3和NH3都是稳定的化合物,在它们结合成新的化合物后,其性质与组分化合物不同。这一发现开创了配位化学的研究。
19世纪就发现了更多的钴氨配合物和其他配合物。1893年瑞士化学家A.韦尔纳首先提出这类化合物的正确化学式及配位理论。
他在配合物中引进副价的概念,提出元素在主价以外还有副价。例如,在一系列铂(Ⅳ)的配合物中铂的主价为+4,副价为+6,由此可解释这些铂配合物的存在和离解(表 1)。
生成的离子数目由溶液电导和游离氯离子的分析确定。由于韦尔纳的出色工作,他于1913年获得诺贝尔化学奖。
编辑本段配位键 解释配位键的理论有三种,即价键理论、晶体场理论和分子轨道理论。 价键理论 主要是由L.C.鲍林发展起来的。
该理论认为配合物是在路易斯碱(配体)和路易斯酸(金属或金属离子)之间反应生成(见酸碱理论),在配体和金属之间有配位键生成(不必全是配位键)。配体上的电子对转到金属的杂化原子轨道上。
晶体场理论 认为金属-配体键是由点电荷之间的反应生成,把配体看作点电荷或偶极子,因而影响金属离子的部分已占的d轨道能量,并用来说明其成键结构。 分子轨道理论 认为电子围绕整个配合物体系的分子轨道运动,它综合了价键和晶体场理论,是当前用得最广泛的理论。
编辑本段配合物的稳定性 与金属离子和配体有关。由于配合物的生成主要是在荷正电的金属离子和配体阴离子或偶极分子之间进行的,金属离子的离子势(阳离子电荷与其半径之比)愈大,相同配体的配合物愈稳定。
配合物的稳定性还与配体阴离子的可极化性有关。在一定限度内,阴离子的可极化性愈大,配体也愈易成为电子给体。
例如,对于第四周期从Mn到Zn的二价金属离子,其配合物稳定性按FS>P次序变化。对于d或d结构的贵金属,其配合物的稳定性,按P>S》N>O>F《Cl配位化学。
在Pt和CH2=CH2之间是π-σ及π-π键合。后又陆续制得银、铜、钯、钌等其他金属离子的烯烃配合物。
又如二茂铁(C5H5)2Fe(见结构式a 配位化学),金属原子被夹在两个平行的碳环体系之间,称为夹心化合物。除了环戊二烯基外,还有其他不饱和环状配体的夹心化合物,如二苯铬(C6H5)2Cr(b)。
生成夹心化合物的元素,主要是过渡元素中的第Ⅳ到第Ⅶ副族元素和除铂以外的第Ⅷ族元素,以及镧系元素和锕系元素(见金属有机物的键型)。 生物无机化合物 生物配体与金属的配合物。
它们在生物体中含量虽然不多,但在一系列有机体的生命活动中具有很重要的作用。多种金属蛋白质是金属酶,常能催化某种反应,例如含锌的碳酸酐酶可催化二氧化碳水合反应或其逆反应;含铁蛋白质(肌红蛋白、血红蛋白和蚯蚓血红蛋白)、含铜蛋白质(血青肌)和含钒蛋白质(血钒蛋白)能贮存和输送氧。
其他重要的生物无机配合物还有叶绿素、维生素B12等(见生物无机化学)。 编辑本段配合物的制法 许多配合物可由其组成化合物直接加成制得,例如由气相的BF3和NH3反应制备【F3B·NH3】。
由一种配体取代另一种配体,也是常用的一种制备配合物的方法。例如用乙二胺置换【Co(NO2)6】中的硝基,得到顺式-【Co(en)2(NO2)2】(en为乙二胺)。
当金属离子具有不同氧化态时,可用氧化还原反应制备不同价态金属的。
配位化学就是研究金属的原子或离子与无机、有机的离子或分子相互反应形成配位化合物的特点以及它们的成键、结构、反应、分类和制备的学科。
在配位化合物中 ,中心原子与配位体之间以配位键相结合。解释配位键的理论有价键理论、晶体场理论和分子轨道理论。
最早记载的配合物是18世纪初用作颜料的普鲁士蓝K〔FeⅡ(CN)6FeⅢ〕。1798年又发现了CoCl3·6NH3是CoCl3与NH3形成的稳定性强的化合物 ,对其组分和性质的研究开创了配位化学领域。1893年,瑞士化学家A.韦尔纳首先提出这类化合物的正确化学式和配位理论,在配位化合物中引进副价概念,提出元素在主价以外还有副价,从而解释了配位化合物的存在以及它在溶液中的离解。
声明:本网站尊重并保护知识产权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果我们转载的作品侵犯了您的权利,请在一个月内通知我们,我们会及时删除。
蜀ICP备2020033479号-4 Copyright © 2016 学习鸟. 页面生成时间:3.780秒