Aqua复合物
一些配体相等水关于数量和种类的金属离子形成配合物。几乎所有的金属元素形成水复合物,经常在不止一个氧化态。这些水复合物包括水合离子在水溶液和水合盐如hexaaquachromium(3 +)氯化,[Cr (H2O)6]Cl3。金属离子的部分了d轨道(即过渡金属),协调数据和几何图形的水合离子在溶液中可以推断出从他们的光吸收光谱,这通常是由6个水分子与八面体协调一致。更高的协调数字可能发生水化稀土离子如镧(3 +)。
当其他配体被添加到水溶液中金属离子在协调领域,更换水分子可能发生,与合成其他复合物的形成。等替代通常是一个逐步的过程,说明了以下一系列的反应,结果逐步添加氨的水溶液中镍(2 +)盐:
(Ni (H2O)6]2 ++ NH3(Ni (NH⇌3)(H2O)5]2 ++ H2O
随着增加的氨气,平衡正在转向高氨合物复合物(那些氨和更少的水),直到最终hexaamminenickel(2 +)离子主导:
(Ni (NH3)5(H2O))2 ++ NH3(Ni (NH⇌3)6]2 ++ H2O
金属离子在水溶液中形成的趋势与氨和有机复合物胺(衍生品的氨气,链碳原子连接到氮原子)是广泛的。这种复合物的稳定性表现出相当大的范围的依赖金属离子的性质以及胺。的稳定性显著增强螯合反映的结果平衡常数显示的相对比例的reactions-values起始原料和产品平衡。hexaaquanickel复合物(2 +)离子可形成一系列polyamines-i.e。,
(Ni (H2O)6]2 ++nL⇌(零n(H2O)6−n]2 ++nH2啊,
L是配位体和n流离失所的水分子的数量复杂的。在本系列的平衡常数,Kl显著增加,螯合的可能性增加(也就是说,氮原子的数量可用于金属焊接原子增加)。
值得注意的是,在特定的例子引用以上,配位数金属离子替换过程中是不变的,但这并非总是如此。因此,最终的产品之外的氰根离子的水溶液中hexaaquanickel(2 +)离子tetracyanonickelate(2−)和pentacyanonickelate(3−)都含有镍的氧化态+ 2。同样,添加氯离子的溶液hexaaquairon(3 +)收益率tetrachloroferrate (3−)。两个配合物包含铁在相同的氧化态+ 3。
光环复合物
最普遍的类涉及阴离子配体的配合物是卤化物ions-i.e的复合物。、氟、氯、溴和碘离子。除了形成简单的卤盐,等氯化钠和镍二氟化物(金属离子卤化物离子包围,这些在某种意义上被视为协调),许多金属形成复杂的卤化物salts-such tetrachloroplatinate钾(2−),K2[竞购4)——包含离散复杂的离子。卤化大多数金属离子形成配合物在水溶液中。这种复合物的稳定性跨越一个巨大的范围从碱金属离子(锂、钠、钾等),形成的卤复合物在水溶液中几乎可以检测到,卤化非常稳定的复合物,如tetraiodomercurate (2−), tetrachlorothallate(1−)和tetrachloropalladate(2−)离子的离解程度是非常小的。
卤化物复合物的稳定性反映模式的金属离子可以大体上分为两类,指定的作为一个和B分别或软硬。(一般来说,电子的原子元素被认为是很难形成一个紧凑,不容易变形,而在柔软的元素的原子形成一个宽松的组织,是一个更容易变形。)前阶级,包括镁、Sc、铬、铁、镍、铜、,Sn-the顺序增加碘化卤化物配合物在水溶液的稳定性是<陈词滥调<氯化物<氟化物。相反,类B(或软)离子(Pt、Ag)、Cd, Hg, Tl, Pb-the订单增加卤化物复合物的稳定性是氟化物<氯化物<陈词滥调<碘化。与类-一个金属类B也更容易形成稳定的复合物硫含有配体比与含氧配体和更稳定的复合物磷配体与氮配体。
羰基配合物
后发现的第一个金属羰基复杂、tetracarbonylnickel倪(有限公司)41890年,很多化合物包含一氧化碳协调过渡金属已经准备和特征。原因已经讨论过,这种化合物一般含有金属原子或离子在低氧化态。下面是一些常见的金属羰基化合物的类型:(1)简单单核羰基金属的零氧化态,如tetracarbonylnickel pentacarbonyliron, hexacarbonylchromium-highly有毒挥发性化合物,其中最稳定的价贝壳的18电子羰基,(2)盐的阴离子和阳离子,如tetracarbonylcobaltate(−1)和hexacarbonylmanganese(+ 1),(3)双核和多核金属羰基合物,如bis (tetracarbonylcobalt)早些时候显示的结构式(见上图多核的),(4)混合复合物含有其他配体除了有限公司:pentacarbonylchloromanganese tetracarbonylhydridocobalt, tricarbonylnitrosylcobalt (看到有机金属化合物)。
尽管分子氮、N2与一氧化碳等电子(也就是说,它有相同数量和安排的电子),其趋势与金属形成配合物是小得多。第一个包含分子氮作为ligand-i.e复杂。pentaamminenitrogenruthenium(2 +),[俄文(NH)3)5(N2)]2 +是准备在1965年,许多人随后被发现。这种复合物吸引了相当大的兴趣,因为他们可能在化学和生物作用固定的氮。
亚硝酰复合物
亚硝酰复合物的反应而形成的一氧化氮(没)有许多过渡金属化合物或涉及物种含有氮气和氧气的反应。这些复合物为许多years-e.g已经知道。pentaaquanitrosyliron(2 +)离子,铁(H2O)5没有)2 +,形成经典棕环测试的定性检测硝酸离子;Roussin的红色(K2(铁2年代2(没有)4]),黑色(K (Fe4年代3(没有)7])盐;和钠pentacyanonitrosylferrate(3−)二水合物(硝普酸钠),Na2[Fe (CN)5没有]∙2 h2o .这样的复合物,可阳离子、中性,或阴离子,这通常深深彩色(红色,棕色,紫色,或黑色),都进行了广泛的研究,因为他们带来独特的结构和成键的问题,因为他们有潜在的用途均匀催化剂为各种不同的反应。最近,研究领域已扩大到包括有机金属物种(看到有机金属化合物)。
因为nitrosonium离子(不+)与一氧化碳等电子,因为其协作模式过渡金属可能是类似于一氧化碳、羰基金属亚硝酰一直被认为是类似于,有时因为没有制定+复合物。羰基配体可以取而代之的是一氧化氮置换反应。这些相似之处可能是骗人的,但是,对于中性一氧化氮需要一个额外的电子更为复杂治疗M-NO债券形成。无配体展品coordination-linear的几个几何图形(例如,[IrH (NO) {P (C6H5)3}3]+(Mn(有限公司)2(没有){P (C6H5)3}3],Na2[俄文(哦)(没有2)4(没有)。2 h2O);弯曲(例如,[CoNO (NH)3)5]2 +和[IrCl2(没有){P (C6H5)3}2]);或两者(例如,[RuCl(没有)2{P (C6H5)3}2]+)。像公司一样,没有也可以作为桥接配体之间的两个(例如,[{Cr(η5−C5H5)(不)}2(μ2−NH2)(μ2−)])或三个(例如,[锰3(η5−C5H5)3(μ2−没有)3(μ3−)])金属原子。(η5表明,五个碳原子的C5H5−集团是连着的铬原子)。
含氰基的和异氰配合物
含氰基的复合物,如普鲁士蓝上面所提到的,最古老的协调的化合物。除了pseudohalide, CN−离子共和党全国委员会,是等电子有限公司RCN N2,没有+(R是一个烷基)金属羰基和氰化物配合物结构相似。同时,像公司一样,CN−进入π以及σ成键与过渡金属原子或离子。含氰基的复合物是在最稳定的过渡金属配合物;CN的极端的毒性−(像这样的公司)是由于其不可逆转的形成一个强大的复杂血红蛋白,从而防止氧气从绑定可逆血红蛋白,从而禁止在体内的运输和释放氧气。同样,CN的能力−形成非常稳定的复合物银(Ag) (CN)2−),黄金(非盟(CN)2−)是其使用的基础在这些金属的提取和纯化。monodentate配体,CN−坐标(债券)碳作为配位原子,但didentate配体,它通常坐标两端(C, N)和作为桥接配体(- cn)的形成无限线性(链)聚合物在普鲁士蓝,AgCN、AuCN、锌(CN)2,和Cd (CN)2。
氰根离子形成配合物与过渡金属和锌,镉,汞代换,通常在水溶液氧化态的变化。最重要的是配合物阴离子与公式[Mn+(CN)x](x−n)−,米n+代表一个过渡金属离子。例子(Ni (CN)4]2−[葡文(CN)4]2−(Fe (CN)6]−−4或3,(公司(CN)6]3−[葡文(CN)6]2−,莫(CN)8]5−−−4或3。自由无水父酸许多这些anions-for示例中,H4[Fe (CN)6)和H3[Rh (CN)6)——被隔离。
数字和氰配合物表现出各种各样的协调配置。金属离子和d10结构形式的线性复合物配位数2,例如,[M (CN)2]−(M = Hg、Ag)或Au)而等电子的复合物(铜(CN)4]3−[Ag (CN)4]3−(锌(CN)4]2−[Cd (CN)4]2−,(Hg (CN)4]2−正四面体。所有hexacoordinate复合物是八面体,而octacoordinate复合物立方,antiprismatic十二面体的,或广场。(十二面体和广场antiprism是两种结构,可以通过扭曲了简单的立方体。)为d2,d4,d6,d8,d10过渡金属离子,八面体,七,六,五,tetracoordinate复合物,分别是物种最大的配位数。
混合类型的复合物[M (CN)5X]n−(X = H2O, NH3公司,不,H,或卤素)也存在。氰根离子有能力稳定金属离子在低氧化态(可能通过接受电子密度π*如轨道)。(倪(CN)4]4−,其中包含镍正式的氧化态的零。(看到这篇文章化学成键π的讨论*轨道。)氰配合物已经在众多表现显著动能研究。例如,快速电子转换之间的反应(Fe (CN)6]3−和(Fe (CN)6]4−和莫之间(CN)8]3−和[莫(CN)8]4−建立了氧化还原反应(outer-sphere机制看到氧化还原反应);更换水在公司(CN)5H2O)2−公司建立了离解机制替代(3 +)离子。
也过渡金属形成配合物与有机氰化物(RCN或ArCN,称为腈)和有机并且外(共和党全国委员会或ArNC,称为异腈)- - R和Ar是烷基和芳基组,分别反应的金属卤化物、羰基、或其他复杂的腈或异腈,分别。腈、异腈捐助者σ电子似乎强于一氧化碳,但是他们能广泛接受的π电子从金属氧化州Cr (CNR)低6或Cr (CNAr)6和倪(CNR)4或Ni (CNAr)4,这是类似的相应的羰基铬(有限公司)6和倪(有限公司)4,分别。虽然桥接胩集团一直在报道(π−C5H5)2菲2(有限公司)3(数控6H5),这种类型的键是不寻常的。
有机金属复合物
有机金属配合物是有机组织和金属原子之间形成复合物。可以大体上分为两类:(1)复合物含有metal-carbonσ键和不饱和的(2)π-bonded金属配合物碳氢化合物,也就是碳原子之间的化合物具有多种债券(看到有机金属化合物)。