配位化合物是一種由中心原子或離子與周圍結合分子或離子組成的複合物質,其中,中心原子稱為配位中心,通常為金屬,而周圍分子稱為配體,兩者通過配位鍵形成配位單元。配位化學主要研究配位化合物的性質。
常見的配位化合物包括含有過渡金屬的化合物。配位化合物廣泛應用於日常生活、工業生產和生命科學領域,與無機化合物、有機金屬化合物,以及原子簇化學、催化化學和分子生物學密切相關。


配位化學中重要的概念包括配位數(中心原子配位原子的數量)和構型(配位數決定)。配位構型與配位數及配體特徵有很大關係。
配位數與配位構型對應關係如表1所示。
配位數 | 構型 |
---|---|
2 | 線形 |
3 | 三角形平面 |
4 | 正方形平面、四面體 |
5 | 三角雙錐、四方錐 |
6 | 八面體、三角稜柱 |
7 | 單帽八面體、單帽三角稜柱 |
8 | 立方體、四方反稜柱、十二面體 |
9 | 三帽三角稜柱、單帽四方反稜柱 |
10 | 雙帽四方反稜柱、雙帽十二面體 |
12 | 二十面體 |
配位化合物的重要性質之一是異構現象,包括立體異構和結構異構。立體異構是由不同配體空間排列導致的異構,主要包括幾何異構和光學異構。幾何異構包括順式和反式,而光學異構是指平面偏振光偏轉不同的旋光異構體。
結構異構是指化學式相同但原子排列順序不同的異構體,包括配位異構、鏈異構和環異構。
配位化學中的鍵理論主要研究配位鍵的本性,包括靜電理論、配位共價模型、晶場理論和配位場理論。這些理論從不同角度解釋了配位化合物的性質,如磁性、穩定性、構型等。
理解配位化合物的結構和性質對於研究其在催化、生物化學等領域的應用至關重要。配位化學是一門基礎性學科,在化學研究和應用中發揮着重要的作用。
錯合物的形狀
定義與基本概念:
錯合物是一種金屬離子或金屬原子與配位體(離子或分子,含有可提供電子的原子)通過配位鍵結合形成的複合體。錯合物具有特定的形狀,由金屬離子的電子構型、配位體的數量和幾何構型決定。
配位數與幾何構型的關係
金屬離子與配位體結合的數量稱為配位數,它影響著錯合物的幾何構型,以下為常見的配位數與幾何構型的關係:
類型
錯合物的形狀主要有以下類型:
配位數 | 形狀類型 | 配位鍵類型 | 例子 |
---|---|---|---|
2 | 線性 | σ鍵 | [Ag(CN)2]^− |
3 | 三角平面 | σ鍵 | [BF3] |
4 | 四面體 | σ鍵 | [ZnCl4]^2− |
6 | 八面體 | σ和 π 鍵 | [Ni(NH3)6]^2+ |
4 | 正方形平面 | σ和 π 鍵 | [Ni(CN)4]^2− |
5 | 三角錐 | σ和π鍵 | [Fe(CO)5] |
6 | 三稜柱 | σ和 π 鍵 | [Pt(NH3)3Cl3] |
7 | 五角錐 | σ和π鍵 |
配位體對形狀的影響
配位體的性質也可以影響錯合物的形狀,常見的影響因素有配體的大小和齒合性。大體積配體傾向於佔用更多空間並導致較不對稱的形狀,而小配體通常形成更對稱的形狀,另一方面,多齒合配位體可以橋聯金屬離子並改變其配位環境。
例子
以下為常見錯合物的錯合物構形與配位體的實例:
結論
錯合物的形狀由金屬離子的配位數、配體的幾何構型、配位體的性質共同決定,這些因素相互影響,生成具有不同形狀和特性的複合物。錯合物的形狀對其物理、化學和生物性質有重要影響。瞭解錯合物形狀有助於化學家預測其反應性並設計具有所需性質的新型錯合物材料。
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配合物結構- 維基百科,自由的百科全書
指考化學投資報酬率最高的章節配位化合物,或是稱作錯合物