配位化合物(coordination 化合物 )简称配合物,曾经也被称为络合物(complex)。配位化合物是由配合单元组成的一类化合物,配合单元是中心 原子 或离子(统称为中心原子)和一定数目的中性分子或 阴离子 通过配位 共价键 相结合而形成的复杂结构单元。
配合物一般是由金属离子和 配体 组成,一旦形成配合物后简单金属离子和配体的性质往往就会改变,例如配合物的颜色、稳定性和反应性能等。因此形成配合物后更容易反映出元素的 化学 个性。
配位化合物不仅广泛应用于石油化工、金属 冶炼 、 电镀 工艺和医药、环境保护等行业。也涉及植物的 光合作用 、动物的呼吸过程、动植物的营养吸收,能源的综合开发和利用等方面。
发现历史
1597年,德国化学家安德烈亚斯·利巴维乌斯描述了一个无机配位化合物的产生,即含 氯化铵 (NH 4 Cl)的 氢氧化钙 与黄铜接触时形成蓝色化合物([Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ ),这第一个有科学记录的无机配位化合物。
1704年,迪斯巴赫(Diesbach)偶然制备出一种被称为普鲁士蓝(KFe[Fe(CN) 6 ])的配位化合物,被用作蓝色颜料。 1798年, 法国 化学 家塔赦特(B.M.Tassaert)合成了第一个氨合物[Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 ,并测定了它的组成,科学界把1798年定为配合物化学了解和研究的开始。
1891年,年仅25岁的 瑞士 化学家维尔纳(Alfred Werner)发表了他的关于配位化合物结构的第一篇论文。 1892年,瑞士化学家维尔纳在前人和他本人研究的基础上,首先提出了配合物的正确化学式和它们成键的本质,从此配位化学的研究得到了迅速的发展。 1893年,他发表了题为《关于无机化合物的结构问题》(或译为《对于无机化合物结构的贡献》)的长达62页的著名论文。年轻的维尔纳敏锐地觉察到链理论与实验事实的矛盾,是由于经典原子价理论太狭窄,不能包括配合物的问题,给予补充和修正才能阐明配合物的结构。
1893年以后,维尔纳进行了大量的实验工作,提出了副价的概念,创立了配位理论,发表了一系列相关的论文,从而将他的关于配合物的理论系统化了,加上其他化学家的工作,证明了配位理论是正确的。在1913年维尔纳的论文荣获 诺贝尔奖 。
1931年 美国 化学家 鲍林 (L.Pauling)提出杂化理论并应用于配位化学,发展为配合物的 价键理论 。对于很多经典配合物来说,价键理论得出的结果还是比较贴近事实的。20世纪50年代初,配合物的 化学键 理论引入了1929年物理学家皮塞(H.Bethe)提出的晶体场理论(简写为CFT),从而发展为配合物的晶体场理论。20世纪60年代后期,分子轨道理记伦应用于配位化学,形成了配合物的 分子轨道理论 (简写为MOT)。
配位化合物的组成
配位化合物由内界和外界两部分组成。内界又称配离子,写在方括号内,由中心 原子 与一定数目的中性分子或 阴离子 以 配位键 结合形成,中性分子或阴离子又叫配位体,配位体中与中心原子形成配位键的原子叫配位原子,中心原子形成配位键的数目叫 配位数 。
中心原子
中心原子位于配合物的中心,它的基本特征是具有空轨道,可接受 配体 提供的孤对 电子 或多个不定域电子形成配位键。中心原子一般是过渡金属原子或离子(如Ni、Fe、Fe³ + 、Co³ + 、Ni² + 、Cu² + 、Hg² + 等)或者一些非金属原子(如Si、B等)。
配体与配位原子
配体 是含有孤对 电子 或多个不定域电子的中性分子或 阴离子 ,如 NH₃ 、H₂O、CI、CN - 、SCN - 、 乙烯 、1,3-丁二烯等。形成配离子时,配体的孤对电子填充到中心 原子 的空轨道而形成 配位键 。配位原子是指配体中含有孤对电子且与中心 原子能 直接键合的原子,比如N、C、O、S、F、Cl、Br、I等。 配体 可以分为单齿配体和多齿配体,其中只含有一个配位原子的配体称为单齿配体,如 NH₃ 、H₂O、X-、CN-、SCN - 。 含有两个或两个以上的配位 原子 ,与中心原子可同时生成两个或两个以上配位键的 配体 称为多齿配体。 例如, 乙二胺 (NH₂—CH₂—CH₂—NH₂,en)中两个 氨基 N 原子 都是配位原子,因此乙二胺为双齿配体。同理, 三乙醇胺 中一个氨基N原子和三个 羟基 O原子都为配位原子,因此 氨基三乙醇 为四齿 配体 。多齿配体通过两个或两个以上配位原子与一个中心原子配位时,可形成环状结构的配合物,这种配合物称为 合物。如[Cu(en)₂]² + 中,两个乙二胺犹如螃蟹的双鳌钳住中心 原子 ,形成了两个五元环。
配位数
配合物中 配位键 的数目或者直接与中心原子结合的配位原子的总数称为配位数。 一般为2、3、4、6、7、8、9,如[Ag(CN) 2 ] - 中Ag的 配位数 是2,[Cu(NH₃)₄]² + 中 Cu² + 的配位数是4,[Cr(H 2 O) 4 Cl 2 ] + 中Cr 3+ 的配位数是6。在[Cu(en)₂]² + 中Cu² + 的配位数是4,因为一个 乙二胺 分子中有两个配位 原子 ,两个乙二胺则与Cu² + 形成四个配位键。因此,对于单齿 配体 的配合物, 配位数 =配位体的总数;对于多齿配体,配位数为配体数乘以每个配体中所含的配位 原子数 。如[Ca( 乙二胺四乙酸二钠 )]² - 中, EDTA 为六齿配体,Ca² + 的 配位数 为6。
配离子的电荷
配离子所带电荷等于中心离子电荷与所有配体的电荷的代数和。如[Ni(CN) 4 ]² - 中,配离子的电荷数是:(+2)+4×(-1)=-2。若已知配离子和配体的电荷数,也可求出中心原子的电荷数,如[PtCl 3 (NH₃)] - 中 ,NH 3 为中性分子,Cl - 为-1,可知Pt的电荷数为+2。由于配合物是电中性的,也可根据外界离子的电荷来确定配离子的电荷,如K 4 [Fe(CN) 6 ]和 K 3 [Fe(CN) 6 ]中,配离子的电荷数分别为-3和-4。
空间构型
配合物中的 配体 均在中心离子的周围按一定的几何构型排列,具有一定的空间构型。配体只有按这种空间构型在中心离子周围排布时,配合物才能处于最稳定的状态。 配位数 不同的配离子的空间构型一般不同;即使配位数相同,由于中心离子和配体种类以及相互作用不同,配离子的空间构型也可能不同。 将常见 配位数 不同的配合物及其立体结构列于下表。
异构现象
化学 组成相同的若干配合物,因 原子 间的连接方式或空间排列方式不同而引起的结构与性质不同的现象,称为配合物的异构现象。将配合物的异构现象分为两大类:化学结构异构现象和 立体异构 现象。化学组成相同,结构和性质不同的配合物,互称为异构体。
结构异构
化学结构异构是指若干化学组成相同的分子,因原子之间的连接方式不同而引起异构现象。配合物的结构异构体中,原子-原子间的连接方式不同,也就是分子的拓扑(即地形、地貌)不同,引起它们有不同的物理和 化学 性能。这类同分异构体的形式很多,最常见的有五种: 电离 异构体、 溶剂 合异构体、配位异构体、聚合异构体和键连异构体。
电离异构体
两个配合物的组成相同,但外界离子和配位个体不同的异构现象,称为电离异构现象。其特点为它们在 水溶液 中电离出不同的离子,因而发生不同的反应。
溶剂合异构体
在某些配合物中,溶剂分子可全部或部分进入内界,形成溶剂合异构体。其实质为内界中配位的溶剂分子数目不同。因为水是最常见的溶剂,内界中配位的水分子数不同的异构体非常多,所以溶剂合异构又称为水合异构。 溶剂 合异构体的物理、 化学性质 以及稳定性的差别都很明显。例如,CrCl 3 ·6H 2 O的三种水合异构的配合物分别为[Cr(H 2 O) 4 Cl 2 ]Cl·2H 2 O(绿色)、[Cr(H 2 O) 5 Cl]Cl 2 ·H 2 O(蓝绿色)、[Cr(H 2 O) 6 ]Cl 3 (紫罗兰色)。
配位异构体
配位异构 要有必要条件,仅当组成盐的正、 阴离子 都是配离子或存在双核配合物,才可能出现此种形式的同分异构现象。这种同分异构是由 配体 在两个金属离子之间的不同分配而造成的。例如,若有两种不同的金属离子(M和M')和两种不同配体(a和b)参与形成配合物,则两种可能的配位异构体将是[Ma x ][M'b x ]和[M'a x ][Mb x ]。
聚合异构体
具有相同经验式(或 实验式 )(empirical formula )的一类配合物,流称为聚合异构体,例如:钴(III)配合物的聚合异构体如下表。
键连异构体
键连异构体是指不同配位 原子 或周围环境不同的相同配位原子的两可 配体 (ambident ligand),通过不同的配位原子与 中心体 形成两种不同配合物,两者的区别仅在于与中心体键合的配位原子不同,这两种异构体称为键连异构体。例如S 2 O 3 2- 可生成下面两种配合物。
立体异构
配合物中由配离子在空间排布不同而产生的异构称为立体异构,通常可分为几何异构和旋光异构。
几何异构
化学 组成相同的形成体和配体在空间的位置不同而产生的异构现象称为几何异构。在二配位、三配位及四配位的四面体(T)构型中不存在 顺反异构 ,因为在这些构型中,所有的键(配位位置)都相邻。几何异构现象主要发生在配位数是4的平面正方形和配位数是6的 八面体 构型的配合物中。
顺式、反式异构: 通式为MA 2 B 2 的平面正方形的配合物,有顺式和反式两种异构体。例如[PtCl 2 (NH 3 ) 2 ],同种 配体 的配位 原子 处于相邻位置的配合物称为顺式异构体,同种配体的配位原子处于 对角线 位置的配合物称为反式异构体。
面式、经式异构: 通式为MA 3 B 3 的 正八面体 配离子[PtCl 3 (NH 3 ) 3 ] + ,存在面式和经式两种异构体,可以根据三个相同配体的配位原子所构成的三角形平面进行判断:如果所构成的两个三角形互不 相交 ,称为面式异构体,如果所构成的两个三角形相交,称为经式异构体。
旋光异构
具有两种不同的配位个体,它们之间找不到几何 对称关系 ,各自只有与它的镜像才能相互 重叠 ,就好像是左、右手关系,将这种异构现象称为旋光异构现象。旋光异构体分为左旋异构体和右旋异构体,左旋用符号(+)或D表示,右旋用符号(-)或L表示。
理化性质
颜色
配位化合物绝大多数有颜色,这是因为当 配体 附着在过渡金属上形成配位配合物时,金属离子由于d轨道没有充满, 电子 在吸收 光子 发生跃迁,从而使物质显色(d-d跃迁)。同理, 系、 锕系金属 离子的f轨道在配位体场的影响下也会发生轨道之间的电子跃迁,从而使稀土金属离子显色。
过渡金属离子的配合物一般是有颜色的。如金属离子的水合离子[Ti(H 2 O) 6 ] 3+ (紫红),[Cu(H 2 O) 4 ] 2+ (蓝),[Ni(H 2 O) 6 ] 2+ (绿)等。中心离子相同,配体不同时,配合物的颜色也不同,如[Co(NH 3 ) 6 ] 3+ (黄)、[CoCI(NH 3 ) 5 ] 3+ (紫红)、[Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ (深蓝)、[CuCl 4 ] 2- (黄)等。
可以利用某些配位体和金属离子的特殊显色反应来鉴定金属离子。如Fe 3+ 与SCN - 离子在溶液中可以生成 配位数 为6的血红色配离子[Fe(SCN) 6 ] 3+ 。
配体交换反应
18 电子 的配合物因为配位饱和,需要先 离解 部分配体,再结合其他配体,这就是所谓的解离机理。这个机理涉及的d轨道分裂变化,构型变化等很多问题。另外一种配体交换的机理被称为金属交换反应。这里,一种金属-R物种直接与另一种金属有机物种的配体发生交换。这些反应通常需要这两种金属都有空配位点,而且通过亲电脂肪族取代机理进行。转金属化的显著特点是需要R 基团 与Mg,Zn,Zr,Sn,B,Al或Li相连。 卤族元素 或另外的负电性 配体 自发地被R基团交换。
氧化还原反应
将金属中心和R基团的 立体化学 动力学 配体依赖性结合起来就可以解释氧化加成的三种机理。对于非极性键,如 氢气 、 乙烯基 和 芳基 C-X键,为协同的单步反应,氢气或元体系与金属中心络合,在单一的 过渡态 中都涉及与金属形成键以及氢气或有机结构中断裂健。对于R基团容易发生亲核进攻的极性键,氧化加成通常是通过S N 2机理进行的。
当配离子 离解 产生的配体能与某种物质发生 氧化还原反应 时,配离子的解离平衡将向解离方向移动。例如:往[Cu(CN) 4 ] 2- 配离子溶液中加入NaCIO溶液,由于CIO - 是 氧化剂 ,可把[Cu(CN) 4 ] 2- 配离子解离产生的CN - 离子浓度减少,于是[Cu(CN) 4 ] 2- 配离子的解离平衡向解离方向移动,总反应方程式如下:[Cu(CN) 4 ] 2- +4ClO - =Cu 2+ +4CNO - +4Cl - 。
溶液中的稳定性
由于配合物在溶液中的形成一般是分步逐级进行的,对于配位化合物的 配体 离子来说,溶液中存在着一系列的平衡,每个平衡有着各自的 平衡常数 。k 1, k 2, k 3, k 4 可表示为为配位化合物配体离子的逐级或连续稳定 常数 。配体离子的各连续稳定常数的乘积就是该配离子的总稳定常数(即:k 1 k 2 k 3 k 4 ···k n =β),这将各级配合物的浓度直接与游离的金属离子浓度和配合剂的浓度结合起来,便于计算与应用。
配合物的稳定常数K f ,又称形成常数(formation constant),K f 值越大,说明生成配离子的倾向越大,而 离解 的倾向越小,配离子越稳定。在溶液中,配离子的生成一般是分步进行的,每一步都有相应的配位平衡和稳定 常数 ,这类稳定常数称为逐级稳定常数用K n 表示。将逐级稳定常数依次相乘,可得到各级累积稳定常数β n ,最后一级累积稳定常数就是配合物的总的稳定常数,即β n =K f 。
磁性
物质的磁性与组成物质的粒子( 原子 、分子或离子)中 电子 的 自旋 运动有关。若粒子中正自旋电子数和反自旋电子数 相等 ,无未成对电子存在,电子自旋所产生的磁效应相互抵消,物质就不会被外磁场所吸引,表现为反磁性或抗磁性。若粒子中正、反自旋电子数不相等,有未成对电子,则总磁效应就不能相互抵消,表现为 顺磁性 。物质的磁性强弱与物质粒子内部未成对的电子数多少有关。
例如[FeF 6 ] 3- 中Fe 3+ 以sp 3 d 2 杂化轨道 与F - 结合,形成外轨配键,[FeF 6 ] 3- 中仍有5个未成对 电子 ,表现为强的顺磁性。
例如[Fe(H 2 O) 6 ] 4- 中,采用d 2 sp 3 杂化轨道,与 配体 CN- 配位,形成6个 配位键 后,未成对电子数为0,表现为反磁性,其电子构型如下。
应用领域
生物化学
配合物在生命过程中起着重要作用,如植物中的叶绿素和 哺乳动物 体内的 血红素 分别是动植物体内的 有机化合物 与金属元素镁、铁形成的配合物,含铜的天然有机分子 蛋白质 的配合物在无脊椎动物的血液中执行着输氧的功能。生物体中有很多酶和蛋白质与金属离子形成配合物在体内扮演着重要的角色,目前已鉴定出的金属酶有几百种,以含有Zn,Fe,Cu的酶最多。例如含锌酶就有 脱氧核糖核酸 聚合酶 、 核糖核酸 合成酶、 碱性磷酸酶 、 碳酸酐酶 、 超氧化物歧化酶 等200多种。
配合物可作为药物来医治某些疾病,且疗效更好或毒副作用更小。例如 丙基 异烟肌与一些金属的配合物的抗结核杆菌能力比 配体 更强。又如用阿司匹林的铜配合物来治疗风湿性 关节炎 ,不仅提高治疗效果,而且也不会引起 上消化道出血 的副作用。配合物还可作为抗癌药物,如顺式[PtCl 2 (NH 3 ) 2 ]作为临床抗癌药物。
分析化学
离子鉴定
通常利用配合物或配离子的特征颜色鉴别某些离子。例如,利用NH 3 ·H 2 O与Cu 2+ 离子作用生成稳定的、深蓝色的[Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ 配离子以鉴定Cu 2+ 离子的存在。用 硫氰化钾 与Fe 3+ 作用生成较稳定的、血红色的[FeSCN] 2+ 配离子以鉴定Fe 3+ 对离子的存在。
掩蔽剂
多种金属离子共同存在时,要测定其中某一金属离子,其他金属离子往往会与试剂发生同类反应而干扰测定。利用配位剂(如NaF)作为掩蔽剂,可排除Fe 3+ 对Co 2+ 鉴定的干扰作用。
作解毒剂
乙二胺四乙酸二钠 还是一种重金属中毒的有效解毒剂。若人体因铅的化合物中毒可以肌肉注射EDTA溶液,它使Pb 2+ 以配离子的形式进入溶液,最后从人体中排出去。同样,由于EDTA能与Hg 2+ 形成可溶性的配合物而从人体排出,因而也是汞中毒的解毒剂。EDTA也可用于除去人体中金属元素的 放射性同位素 ,特别是 。
化工领域
染料
配位化合物在 化学 和技术中的应用是多种多样的。许多配位化合物具有鲜艳而强烈的颜色,如布鲁士蓝,使它们成为非常有价值的 染料 和颜料。 类似于 卟啉 的 大环 配体 的 酞菁 配合物(例如铜酞菁)是织物 染料 的重要类别。
冶金
用 水溶液 直接从 矿石 中将金属以化合物的形式浸取出来,然后再进一步还原为金属的过程称为湿法治金。湿法冶金比火法治金经济、简单,广泛用于从矿石中提取稀有金属和 有色金属 。在湿法冶金中金属配位化合物的形成在其中起着重要的作用。
提炼金属: 例如金的提取,首先矿石中的金在NaCN存在时可被空气中的 氧气 氧化为[Au(CN) 2 ] - ,然后将含有[Au(CN) 2 ] - 的溶液用锌还原,即可得到金的 单质 。
分离金属: 例如由天然 铝矾土 (主要成分是 拟薄水铝石 制取Al 2 O 3 )首先要使铝与杂质铁分离,分离的原理是Al 3+ 可与过量 氢氧化钠 溶液形成可溶性的[Al(OH) 4 ] - 并进入溶液,而Fe 3+ 与NaOH反应形成Fe(OH) 3 沉淀。通过澄清过滤,即可除去杂质铁。
催化
利用配合物的形成,对反应所起的催化作用称为配位催化(络合催化)。配位催化具有活性高、反应条件温和(常不需要高温高压)等优点,在 有机合成 、 有机高分子化合物 合成中已有重要的工业化应用,例如合成氨工业中用醋酸二氨合铜除去一氧化碳,有机金属催化剂催化烯烃的聚合反应或寡合催化反应,以及不对称催化于药物的制备。
电镀
配位化合物在电镀时可控制电镀液中金属离子的浓度,并使它在作为 阴极 的金属制件上源源不断地放电沉积,得到均匀、致密、光洁的镀层。例如CN - 可以与上述金属离子形成稳定性适度的配离子。
制备方法
合成
配合物的制备可分为直接法和间接法2种。直接法就是由2种或2种以上的简单化合物(不是配合物)反应直接生成配合物的方法,而间接法(也称诱导法)则是从配合物出发通过取代、加成或消去、氧化还原等反应间接的合成配合物的方法。
加合反应
简单加合反应制备配合物即属于直接法,这种反应实际上是 路易斯酸 、碱反应。这一类反应简单,多数是在常温常压的温和条件下完成。例如,由CuSO 4 ·5H 2 O和NH 3 出发合成[Cu(NH 3 ) 4 SO 4 ]·H 2 O的过程:CuSO 4 ·5H 2 O+4NH 3 →Cu(NH 3 ) 4 SO 4 ·H 2 O+4H 2 O
该反应就是在浓的 硫酸铜 水溶液 中加入 氨水 ,再加入适量的 乙醇 以降低产物的 溶解度 ,即可得到[Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 ·H 2 O结晶。
取代和交换反应
利用取代和 配体 交换反应来合成新的配位化合物也是配合物合成中常用的一种方法。如果将CuSO 4 ·5H 2 O看成是含有[Cu(H 2 O) 4 ] 2+ 配 阳离子 的配合物,那么CuSO 4 ·5H 2 O与4NH 3 生成Cu(NH3) 4 SO 4 ·H 2 O的过程实际上就是一个配体取代(交换反应)。发生这种配体取代(交换)反应的驱动力主要有浓度差和交换前后配体配位能力的差别等。浓度差就是加入过量的新配体或者直接使用新配体作为 溶剂 来进行取代(交换)反应,这样取代(交换)反应平衡就会移向右边,使反应得以顺利完成。
加成和消去反应
有些配合物可以通过加成或消去反应来合成。这种 加成反应 通常伴随着中心金属离子 配位数 和配位构型的变化,而且多数情况下还同时伴有金属离子价态的变化。最为常见的是从四配位的具有平面 四边形 构型的配合物通过加成反应变为五配位的四方锥形或六配位的 八面体 形配合物。代表性的具有平面四边形配位构型的金属离子有Ni(I)、Cu(I)、Rh(I)、Ir(I)、Pd(I)、Pt(I)等,例如有名的Wilkinson 催化剂 就是一个具有扭曲的平面四边形配位构型的Rh(I)配合物,该配合物与H 2 或Cl 2 反应即可得到具有 八面体 构型的Rh(I)配合物。因此,这是一类氧化 加成反应 。而且这是一个 可逆反应 , 减压 条件下会发生还原 消除反应 ,回到原来的四配位Rh(I)配合物。
氧化还原反应
因为许多过渡金属离子具有氧化还原活性,因此可以通过配合物中金属离子的氧化还原反应来制备新的配合物。常见的有从二价钴、二价铬配合物出发合成相应的三价钴、三价铬配合物。对简单的金属盐来说,二价 钴盐 比三价的稳定,但是对于配合物来说则是三价钴的配合物更稳定,这一点可以用 价键理论 和 配位场理论 得到很好的解释。因此,一般先由二价钴盐出发制得二价钴的配合物后,再氧化到三价钴配合物。
结晶
合成的配合物易溶于水,一般可采用浓缩、 蒸馏 除 溶剂 ,以使产品析出。但当 配体 是 挥发性 的(例如NH 3 ),或对热不稳定的(例如多聚磷酸盐)或浓缩只能增大溶液的粘度而不结晶时,则不宜用浓缩的方法。此时可采用加入与水 混溶 的有机溶剂使产品析出。例如合成 硫酸四氨合铜 (Ⅱ)时,采用将 硫酸铜 的 水溶液 与 浓 氨水 混合,溶液的颜色由浅蓝色变成深蓝色,说明铜 氨配合物 已经形成。但因它在水中 溶解度 大不易析出,此时在水溶液中加入 乙醇 ,由于铜氨配合物在乙醇中溶解度小,所以能析出硫酸四氨合铜(Ⅱ)([Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 )的 晶体 。 另外,还可以采用 同离子效应 法使产品析出。如使氯化六氨合钴[Co(NH) 6 ]Cl从溶液中析出,必须加入浓盐酸,此时氯离子起了同离子效应的作用。 还有,当制得的配合物是一个 阳离子 时,可能需要加入一种合适的 阴离子 ,使它生成一种不溶解的盐而把它分离出来。反之,为了沉淀一种配阴离子,可以加入一种适合的阳离子。
纯化
有时制得的配合物固体纯度不大,还必须采用 重结晶 的方法使其纯化。若配合物在水中 溶解度 不大,可采用在沸水中进行重结晶。当然,也可选用适当的有机 溶剂 ,在有机相中进行重结晶。例如 双乙酰 丙酮 合铜(Ⅱ)([Cu(acac) 2 ])配合物是在 甲醇 或 三氯甲烷 中进行重结晶的。
类型
简单配合物
这是一类由单基 配体 与形成体直接配位形成的配合物,即简单配合物中只有一个中心离子,每个配体只有一个配位原子与中心离子成键。简单配合物是一类最常见的配合物,例如:[Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 、[Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 、BF - 4 等。
螯合物
这是指中心离子与多基配体的两个或两个以上的配位 原子 键合而成,并具有环状结构的配合物称为鳌合物(chelate compound )。例如:[Cu(en) 2 ] 2+ 等。
多核配合物
含有两个或两个以上的中心离子的配合物称为多核配合物,两个中心离子之间常以 配体 连接起来。可形成多核配合物的配体一般为-OH,-NH 2 ,-O-,-O 2 -,Cl - 等。
羰基配合物
以 一氧化碳 (CO)为配体的配合物称为 羰基 配合物(简称 合物),例如:Ni(CO) 4 ,Fe(CO) 5 等。
原子嵌合物
两个或两个以上的金属原子以金属-金属(M-M键)直接结合形成的配合物叫 原子簇化合物 (简称簇合物)。
夹心化合物
过渡金属 原子 和具有离域键的分子(如 环戊二烯 和苯等)形成我的配合物称为夹心配合物。例如:环戊二烯和 二茂铁 。
大环配合物
环状 BOBBIN 上含有O,N,S,P或As等多个配位原子的多 配体 所形成的配合物称为大环配合物。
命名规则
外界的命名
配合物的外界是 阴离子 则命名在前,如氯化······, 硫酸 ,或氢氧化······。外界是 阳离子 则命名在后,如······酸钾、······酸钠、······酸。
内界的命名
先配体后中心。配位体个数——配位体名称——合——中心离子( 氧化数 )。配位体前用二、三、四······表示该配体的个数,不同配位体之间用圆点(·)分开,配位体和中心离子(或 原子 )之间加"合"字,中心后面加(),内用罗马数字标明其氧化值。
配位体不止一种时
既有 无机化合物 配体 ,又有有机配体时,则无机配体在前,有机配体在后。在无机和有机配体中,先列出 阴离子 ,后列出中性分子。同类配体的名称,按配位原子元素符号的英文字母顺序排列。
实例
列出一些配合物的命名实例:
[Pt(NH 3 ) 6 ]Cl 4 四氯化六氨合铂(IV)
[Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 硫酸四氨合铜 (II)
[ 氯化钴 (NH 3 ) 3 H 2 O]CI 氯化二氯·三氨·水合钴(III)
[Zn(OH)(H 2 O) 3 ]Cl 氯化·羟·三水合锌(II)
H[AuCl 4 ] 四氯合金(III)酸
H 2 [PtCl 4 ] 四氯合铂(II)酸
H 2 [PtCl 6 ] 六氯合铂(IV)酸
[Ag(NH 3 ) 2 ]OH 氢氧化二氨合银 (I)
[Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 氢氧化四氨合铜(II)
[CoCl 3 (NH 3 ) 3 ] 三氯·三氨合钴(III)
[Cr(OH) 3 (H 2 O)(en)] 三羟·水· 乙二胺 合铬(III)