配位化合物的性质
2024-12-12
来源：品趣旅游知识分享网
配合物由中心原子、配位体和外界组成，如硫酸四氨合铜（Ⅱ）的分子式为〔Cu（NH3）4〕SO4，其中Cu2+为中心原子，NH3为配位体，SO4 2-为外界。中心原子可以是带电的离子或中性的原子，如过渡金属镍的四羰基化合物〔Ni（CO）4〕中Ni为中心原子。周期表中所有金属元素可作为中心原子，但以过渡金属形成配合物较为容易。配位体可以是中性分子或带电离子，如亚铁氰化钾K4〔Fe（CN）6〕中的CN-。与中心原子结合的配位体的总数称为配位数，例如K4〔Fe（CN）6〕中Fe2+的配位数是6。中心原子和配位体共同组成配位本体（又称内界），在配合物的分子式中，配位本体被括在方括弧内。配体给出孤对电子或多个不定域电子，中心原子接受这些电子，形成配位键。例如，K4【Fe（CN）6】、【Cu（NH3）4】SO4、【Pt（NH3）2Cl2】和【Ni（CO）4】都是配合物。其中CN-、NH3和CO是配体，Fe2+、Cu2+、Pt2+和Ni是中心原子。配体和中心原子组成配位本体，列入方括弧中。配合物在溶液中发生部分离解，但仍趋向保持其配位本体。所有金属均可作为中心原子，其中过渡金属比较容易形成配合物。非金属也可作为中心原子。配体分为单齿配体和多齿配体。单齿配体只有一个配位原子，如CN-、CO、NH3和Cl-。多齿配体有两个或两个以上的配位原子，如乙二胺H2NCH2CH2NH2是双齿配体，乙二胺四乙酸根（简称EDTA4-）是六齿配体。
带电荷的配位本体称为配离子，配离子的电荷为金属离子和配体所带电荷之和，如Fe2+和6CN-配位产生【Fe(CN)6】4-配阴离子，Cu2+和4NH3产生【Cu(NH3)4】2+配阳离子。中性配位本体就是配合物，如Pt2+和2NH3及2Cl-产生【Pt(NH3)2Cl2】；Ni和4CO产生【Ni(CO)4】。配合物可为单核或多核，单核只有一个中心原子；多核有两个或两个以上中心原子。上述配合物均为单核配合物；多核配合物如【(CO)3Fe(CO)3Fe(CO)3】。
配合物的命名方法包括：①命名配离子时，配位体的名称放在前，中心原子名称放在后；②配位体和中心原子的名称之间用“合”字相连；③中心原子为离子者，在金属离子的名称之后附加带圆括号的罗马数字，以表示离子的价态；④配位数用中文数字在配位体名称之前；⑤如果配合物中有多种配位体，则它们的排列次序为：阴离子配位体在前，中性分子配位体在后；无机配位体在前，有机配位体在后。根据以上规则，〔Cu（NH3）4〕SO4称硫酸四氨合铜（Ⅱ），〔Pt（NH3）2Cl2〕称二氯·二氨合铂（Ⅱ），K〔PtCl3（C2H4）〕称三氯·（乙烯）合铂（Ⅱ）酸钾。实际上，配合物还常用俗名，如K4〔Fe（CN）6〕称黄血盐，K3〔Fe（CN）6〕称赤血盐，Fe4〔Fe（CN）6〕3称普鲁士蓝。
配合物的命名规则是按照《无机化学命名原则》(1980)进行的。命名时，阴离子在前，阳离子在后。对于中性和阳离子配合物，首先命名配体，词尾缀以“合”字与金属名称相连，在金属名称之后附加括号的罗马数字，标明氧化态。有不同配体时，在配体名称之间以中圆点分开。配体的次序是负离子在前，中性分子在后；无机配体在前，有机配体在后。相同配体多于一个时，前缀倍数词头二、三等标明简单基团如氯、硝酸根、水等的数目；对于较复杂的配体如氨基乙酸根H2NCH2COO-、三苯基膦P(C6H5)3等的名称，倍数词头所标的配体加以括号，以免混淆。阴离子配合物的命名规则相同，但在金属名称后面缀以“酸”字。配合物中含有连接两个或两个以上金属原子的桥配体时，用前缀μ表示，例如。
在配合物中，中心原子与配位体之间共享两个电子，组成的化学键称为配位键。形成配位键的条件是中心原子必须具有空轨道，而过渡金属原子最符合这一条件。按配位体分类，可分为水合配合物、卤合配合物、氨合配合物、氰合配合物和金属羰基合物等。按中心原子分类，可分为单核配合物和多核配合物。按成键类型分类，可分为经典配合物、簇状配合物、含不饱和配位体的配合物、夹心配合物和穴状配合物等。按学科类型分类，可分为无机配合物、有机金属化合物和生物无机化合物等。
配合物的稳定性主要指热稳定性和配合物在溶液中是否容易电离出其组分（中心原子和配位体）。配位本体在溶液中的离解平衡与弱电解质的电离平衡很相似，也有其离解平衡常数，称为配合物的稳定常数K。K越大，配合物越稳定，即在水溶液中离解程度小。配合物在溶液中的稳定性与中心原子的半径、电荷及其在周期表中的位置有关。过渡金属的核电荷高，半径小，有空的d轨道和自由的d电子，它们容易接受配位体的电子对，又容易将d电子反馈给配位体。因此，它们都能形成稳定的配合物。碱金属和碱土金属恰好与过渡金属相反，它们的极化性低，具有惰性气体结构，形成配合物的能力较差，它们的配合物的稳定性也差。
配合物的结构有多种，最常见的为八面体和四面体。如【Fe(CN)6】4-为八面体，【Ni(CO)4】为四面体。
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