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10.5:

结构性异构

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Chemistry
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JoVE Core Chemistry
Structural Isomerism

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同分异构体是分子式相同 但结构排列不同的化合物。每种异构体都有不同的 物理和化学性质。在配位化合物中,观察到的一种异构现象,叫做结构同分异构现象。在结构同分异构现象中,尽管分子式相同,但原子与中心金属原子的 连接性却不同。它可以进一步分类为配位层异构体 和键合异构体。当与配位层中的中心金属配位的配体 与晶格中的反离子 互换位置时,就会出现 配位层异构体。因此,当金属离子的配位数保持不变时,配位层和化合物的组成 会发生变化。在钴的配位络合物中,溴或氯可以作为配体 形成两种配位层异构体。由于化合物的组成不同,每一种异构体都有不同的化学性质。当溶解在水中时,pentaamminebromocobalt(II)chloride 会 产生氯离子,而 pentaamminechlorocobalt(II)bromide 会 在溶液中产生溴离子。另一方面,当配体 可以在两个不同方向与中心金属原子配位时,就会发生键合异构现象。因此,具有一个以上潜在给体原子的单齿配体 能够发生键合异构化。根据哪个供体原子与金属离子配位,配体的名称也会发生变化。亚硝酸根离子有两个孤对电子,一个在氮原子上,一个在氧原子上。两者都可以与中心金属离子 形成配位共价键。当亚硝酸根离子通过氮原子上的 孤对电子配位时,称为硝基配体。当氧原子充当给体时,它被称为亚硝酸根配体。钴金属与亚硝酸根离子的配位络合物 有两种可能的键合异构体,一种是黄色的五氨硝基钴(III)另一种是橙色的五氨硝基钴(III)

10.5:

结构性异构

复合物中的异构

同分异构体是不同的化学物种,具有相同的化学公式。 配位化合物的结构异构可以分为两个子类别: Linkage 同分异构体和 coordination - sphere 同分异构体。

配位化合物包含一条可通过两个不同原子与过渡金属中心绑定的配体时,就会出现联动装置同分异构体。 − , CN 的配体可以通过碳原子或氮原子结合。 − , SCN μ L 可以通过硫或氮原子结合。 图 1 显示了几种不同的配体,它们能够实现联动异构。 能够实现联动异构的配体的命名法取决于哪种捐赠原子是键合和金属离子。 − ,一条通过碳原子绑定的 CN L ä ligand 被称为细胞,而通过氮原绑定的相同配体被称为异氰野。

Image1

图 1. 能够形成联动异构的不同配体列表。 在配体分子中,红中的原子与中心金属原子结合。

当内部协调范围内的一条阴离子配体被外部协调范围内的反离子替代时,会发生协调球体同分异构体 (或电离同分异构体)。 两个协调球体同分异构体的一个简单示例是 [CoCl6][BR] 和 [CoCl5BR][CL]

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