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20.6: 立体主义
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立体主义
 
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20.6: 立体主义

情结中的伊索默主义

异位素是具有相同化学配方的不同化学物种。

过渡金属复合物通常以几何同位素存在,其中相同的原子通过相同类型的键连接,但其在空间中的方向存在差异。协调复合物与两个不同的配体在cis和跨位置从利益形式的同位素的配体。例如,八角形 [Co (NH34Cl2+ 离子有两个同位素 (图 1) 在cis配置中,两个氯化物配体彼此相邻。另一种异构体,配置,有两个氯化物配体直接对岸。

Image1

图 1.[Co(H2O)4Cl2+cis同位素包含与同一金属离子相连的相同配体,但空间排列导致这两种化合物具有非常不同的特性。

物质的不同几何异位体是不同的化合物。它们具有不同的属性,即使它们具有相同的公式。例如,[Co(NH3]4 Cl2] NO3的两个等异体颜色不同:西斯形式是紫罗兰色的,反式形式是绿色的。此外,这些同位素具有不同的偶极极时刻、溶质和再活性。作为空间排列如何影响分子特性的一个例子,请考虑两个 [Co (NH3]4 Cl2] NO3等位素的极性。请记住,分子或离子的极性是由键偶极体(这是由于粘结原子的电极性差异)及其在太空中的排列决定的。在一个同位素中,化物配体在分子的一侧比在另一侧产生更多的电子密度,使其极地。对于跨同位素,每个配体直接与相同的配体隔行,因此键偶极抵消,并且分子是非极性。

另一种重要的同位素类型是光学同位素,即同位素,其中两个物体是彼此的精确镜像图像,但无法排列,以便所有部件都匹配。这意味着光学同位素是不可叠加的镜像。这方面的一个典型例子是一双手,其中右手和左手是彼此的镜像,但不能叠加。光学同构体在有机化学和生物化学中非常重要,因为生物系统通常包含一种特定的光学同构体,而不是另一种。与几何同位素不同,成对的光学同位素具有几乎相同的特性(沸点、极性、溶解度等)。光学同位素在影响偏振光的方式以及它们与其他光学同位素的反应方式上只有不同。对于协调复合物,许多协调化合物,如 [M(en)3] n+ [其中 Mn+是一个中央金属离子,如铁 (III) 或钴 (II)] 形成电位体,如图 2 所示。这两个同位素与其他光学同位素的反应会有所不同。例如,DNA螺旋体是光学同位素,在自然界中发生的形式(右手DNA)将只与[M(en)3+n+的同位素结合,而不是与另一个同位素结合。

Image2

图2。复合物 [M(en)3+ n+ (Mn+ =金属离子, en = 乙烯二胺) 具有不可叠加的镜像。

[Co(en)2Cl2+离子表现出几何同位素主义(cis/trans),cis等位素作为一对光学等位素存在(图3)。

Image3

图3。存在[co(en)2Cl2++的三种同位素形式。当氯位于180°角时形成的同位素,其性质与cis异位体非常不同。cis同位素的镜像形成一对光学同位素,除了与其他同位素发生反应外,具有相同的行为。

本文改编自《开放金属化学2e》,第19.2章《过渡金属协调化学》。

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