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20.2: 配位化合物和命名法
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20.2: 配位化合物和命名法

在大多数主要组元素化合物中,隔离原子的价电子组合形成满足八偶体规则要求的化学键。 例如,四个价电子的碳与来自四个氢原子的电子重叠,形成 CH4。 一个价电子将离开钠并加入七价电子氯,形成离子公式单位 NaCl (图 1a)。 过渡金属在这种情况下通常不采用键。 它们主要形成配位共价键,这是一种路易斯 酸-碱 相互作用形式,其中键中的两种电子都由一个捐赠者 (路易斯碱,例如氨分子) 对电子接收器 (路易斯酸,例如钴离子) 的贡献 (图 1b)。 协调复合物中的路易斯酸称为中心金属离子 (或原子) ,通常是过渡金属或内部过渡金属。 路易斯碱捐赠者,称为配体,可以是多种化学物质—原子,分子或离子。 唯一的要求是他们有一个或多个电子对,这些电子对可以捐赠给中心金属。 这通常涉及一个由电子组成的孤对的施源原子 (氮原子,图 1b) ,该电子可形成金属的坐标键。

Image1

图 1 (a) 共价键涉及电子的共享,而 ionic 键涉及与每个键原子相关的电子的传输,如彩色电子所示。 (b) 但是,配位共价键涉及来自路易斯碱的电子被捐赠到金属中心。 来自六个氨分子的孤对形成了键到钴离子形成一个八面体复合物。

配位范围包括中心金属离子或原子及其附加配体。 公式中的方括号包含协调范围;方括号之外的物种不是协调范围的一部分。 中心金属离子或原子的配位数是其原子键合的捐赠者数量。 [Ag (NH3)2]+ 中银离子的配位数为两个;对于 [CuCl4] 2中的铜 (II) 离子,配位数为四个;而对于 [Co(H2O)6]2+ 中的钴 (II) 离子,配位数为六个。

组合系统的命名

瑞士化学家和诺贝尔奖获得者阿尔弗雷德 · 韦纳(Alfred Werner)建议采用一种系统,该系统在 100 多年前的杰出工作为更清楚地了解这些化合物奠定了基础,在此之后,该组合体的命名法也被仿效。 以下五条规则用于命名组合系统:

  1. 如果配位化合物是离子,请按照通常的命名法先命名阳离子,然后命名阴离子。
  2. 首先命名配体,然后是中心金属。 按字母顺序命名配体。 负配体 (阴离子) 的命名方法是将 -o 添加到组的干体名称中。 对于大多数中性配体,使用分子的名称。 四种常见的例外情况是水 (H2O) , (NH3) ,碳基 (CO) 和亚硝基 (NO)。 例如,将 [Pt(NH3)2Cl4] 命名为二氨基四氯化铂 (IV)。
  3. 如果存在一种给定类型的多条配体,则该数字由前缀 di-(2 个 ) , tri-(3 个 ) , tetra-(4 个 ) , penta- (5 个 ) 和 hexa- (6 个 ) 表示。 有时,当配体的名称已经包括 di-、 tris-( 对于两个、二联 ) , tris-( 对于三个、三联 ) 和 tetraakis-( 对于四个、四联 ) 前缀,或者配体名称以 vowel 开头时,使用前缀 bis - ( 对于两个 ) , tris-( 对于三个 ) 和 tetraakis-( 对于四个 )。 例如,离子之二 (双吡啶) 的钕 (II) 使用 bis - 表示 Os 有两条配体,而每个双吡啶配体包含两个吡啶组 (C5H4N)。

当复合物是阳离子分子或中性分子时,中心金属原子的名称的拼写与元素的名称完全相同,并在括号中后跟罗马数字以表示其氧化状态。

当复合物为阴离子时,后缀 -ate 会添加到金属名称的杆中,然后是其氧化状态的罗马数字代号。 有时,当英文名称很尴尬时,会使用金属的拉丁语名称。 例如,使用ferrate代替ironate高铁酸盐,使用 plumbate代替 leadate铅酸盐,使用 stannate 代替 tinate 锡酸盐。

金属的氧化状态是根据每条配体的电荷和配位化合物的整体电荷确定的。 例如,在[Cr(H2O)4Cl2]Br中,协调领域 (括号内) 的电荷为 1+ ,用于平衡溴离子。 − 配体是中性的,氯配体是阴离子,每根配体的电荷为 1 μ m。 为了确定金属的氧化状态,整体电荷设为等于配体和金属的总和:+1 = −2 + x,因此氧化状态(x) 等于 +3。

本文改编自 Openstax, 化学 2e, 第19.2章节:过渡金属的配位化学

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