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络合物的价键理论络合物的化学键理论之一。重点如下:(1)中心离子(或原子)提供空轨道,配体提供孤对,通过配位键结合。(2)中心离子(或原子)参与成键的空轨道都是具有一定饱和度和方向性的杂化轨道。(3)当中心离子(或原子)提供杂化轨道接受配体的孤对形成配位键时,由于能级轨道不同,形成的配合物分为外轨道型和内轨道型。如果中心离子(或原子)与ns、np、nd轨道形成杂化轨道,并与配位原子形成配位键,则称为外轨道配合物,如[Fe F6]3-;当中心离子(或原子)与(n-1)d、ns、np轨道形成杂化轨道,并与配位原子形成配位键时,称为内轨道配合物,如[Fe(CN)6]4-。
沃纳钠配位理论1893是瑞士化学家沃纳提出的。要点如下:(1)某些金属的化合价不仅是主价,还有次价。例如在CoCl 3 4NH 3中,钴的主价为3,次价为4,即三个氯离子满足钴的主价,次价用于钴和氨分子的结合。(2)复合体分为“内界”和“外界”。内边界通过中心离子与周围配体紧密结合,而外边界和内边界容易解离。比如CoCl3 4NH3可以写成[Co(NH3)4Cl2]Cl,以[Co(NH3)4Cl2]+为内边界,Cl-为外边界。(3)化合价也指向空间的确定方向。沃纳的配位理论解释了很多实验事实,但未能对“化合价”的本质给出明确的解释。
络合物的晶体场理论络合物的化学键理论之一。晶体场论(CFT)是在1923 ~ 1935年由H.Bethe和J.H.Van Vleck提出的,并在50年代发展成为配位场论(LFT)。晶体场理论的基本观点是中心离子与配体之间的相互作用是静电的。其要点如下:(1)中心离子原有的简并D轨道在配体的电场作用下分裂,能量有增有减。分裂后,最高能量D轨道和最低能量D轨道的能量差称为分裂能量。八面体场中中心离子D轨道能量的分裂如下图所示:
正四面体场中中心离子D轨道能量的分裂如下图所示:
(2)分裂能δ主要受配体的电场、中心离子的电荷及其所属跃迁系的影响。(3)将自旋相互平行的电子挤压到同一轨道上,一定会增加能量,称为成对能量,用Ep表示。在弱配位场中,δ < EP,D电子占据尽可能多的轨道且自旋平行,形成高自旋复合体。在强配位场中,δ > EP,D电子尽可能占据较低的能量轨道,形成低自旋复合物。
晶场稳定能在晶场理论中,D电子从未分裂的D轨道进入分裂的D轨道所产生的总能量的减少称为晶场稳定能(CFSE)。总能量减少越多,即CFSE越大(负值的绝对值越大),复合体越稳定。
络合物的分子轨道理论络合物的化学键理论之一。化学键分子轨道理论的基本思想在这里完全适用。由中心离子(原子)和配体组成的分子轨道的分析,通常按以下步骤进行:(1)找出中心离子(原子)和配体的价电子轨道,按分子轨道是σ轨道还是π轨道分组,分别称为σ轨道和π轨道。(2)配体中的σ轨道和π轨道重新组合成几个新的轨道,称为群轨道,使这些群轨道的对称性分别与中心离子(原子)的原子轨道相匹配。(3)具有相同对称性的中心离子(原子)的原子轨道和配体的基团轨道组合成一个分子轨道。配合物的分子轨道理论可以得到与晶体场理论相同的结果,同时可以解释光谱化学系列、有机烯烃配合物的形成、羰基配合物的稳定性等。