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20.4: 配位数和几何结构
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Coordination Number and Geometry
 
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20.4: 配位数和几何结构

对于过渡金属复合物,配位数确定围绕中心金属离子的几何结构。 表格 1 将配位数与分子几何结构进行比较。 配位化合物中最常见的波群结构是八面体,四面体和平面四边形。

 配位数   分子几何结构 示例
2 线性    [Ag(NH3)2]+   
3 三角平面 [Cu(CN)3]2
4   四面体(d0 or d10), M 的低氧化状态  [Ni(CO)4]
4 平面四边形 (d8) [NiCl4]2−
5 三角双锥 [CoCl5]2−
5 四方锥 [VO(CN)4]2−
6 八面体 [CoCl6]3−
7 五角双锥 [ZrF7]3−
8 四角反棱柱 [ReF8]2−
8 十二面体 [Mo(CN)8]4−
9 及以上 结构更复杂 [ReH9]2−

表格 1. 配位数和分子几何结构。

与键和非等电位电子决定分子形状的主组原子不同,非等电位电子不会改变配体的排列。 八面体络合物的配位数为六个,六个捐赠原子排列在中心金属离子周围一个八面体的角落。 图 1 中显示了一些示例。 [Co(H2O)6]Cl2 和[Cr(en)3](NO3)3中的氯化物和硝酸盐阴离子,以及 K2[PtCl6] 中的钾阳离子,都在方括号外,不是金属离子的键合。

Image1

图 1. 许多过渡金属复合物采用八面体几何结构,六个施源原子形成 90° 的键角,与相邻配体的中心原子有关。 请注意,只有协调范围内的配体会影响金属中心周围的几何结构。

对于配位数为 4 的过渡金属,可能有两种不同的几何结构:四面体或平面四边形。 在四面体络合物 (如 [Zn(CN)4]2− (图 3) 中,每个配体对形成 109.5° 的角度。 在平面四边形络合物 (如 [Pt(NH3)2Cl2]) 中,每条配体都有另外两条 90° 角 (称为 CIS 位置) 的配体,另一条 180° 角的配体位于 trans 位置。

Image2

图 2. 配位数为 4 的过渡金属可以采用 K2[Zn(CN)4] 中的四面体几何结构 (a) ,也可以采用 [Pt(NH3)2Cl2]中所示的平面四边形几何结构 (b)"。

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

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