Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

20.7: 价键理论
目录

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
Valence Bond Theory
 
文字本

20.7: 价键理论

配位化合物和复合物具有不同的颜色,几何结构和磁性行为,具体取决于它们所组成的金属原子 / 离子和配体。 为了解释键和协调波群的结构, 莱纳斯·鲍林(Linus Pauling) 使用杂化方式的概念和原子轨道的重叠,提出了价键理论,即 VBT。 根据 VBT ,中心金属原子或离子 (路易斯酸) 杂交以提供空轨道合适的能量。 这些轨道接受来自填充配体轨道 (路易斯碱) 的电子对形成配位共价金属配体键。 杂化方式的类型和杂化轨道的数量决定了复数的几何结构。

几何结构  杂化方式   
线性 SP
四面体 SP3
 平面四边形   dsp2.
八面体  d2sp3 sp3d2  

在四面体综合体中,金属杂化上有三个空缺的 p 轨道和一个空缺的 s 轨道组成四个 SP3 杂化轨道,它们与填充的配体轨道重叠,形成共价配位键。 同样,通过混合中央金属离子 (d2sp3 sp3d2 杂化方式) 上的空原子轨道,为八面体络合物创建了六个杂化轨道。 对于线性复合波, 1 s 和 1 p 轨道重叠,导致形成两个 sp 杂化轨道。

内部和外部轨道波群

临近配体的强度会影响原子轨道的杂化方式对中心金属离子的影响。 考虑八面体复合物 (如 [Co (NH3) 6]3+) 的示例。 CO3+ 离子在 3D 轨道中含有六个电子,并且有四路和四路轨道空闲。 传入的 NH3 配体是强磁场配体,它可以力这些未配对的 3D 电子,以重新排列并与其他 3D 电子配对。 这将创建两个空的 3D 轨道,它与一个 4S 和三个 4p 轨道相结合,形成六个等效的 d2sp3 杂化轨道。 六个杂化轨道与氨配体的填充原子轨道重叠,形成八面体复合物。 由于金属上的内径 (3D) 轨道参与了杂化方式, [Co (NH3) 6]3+ 是一个内径轨道复合物。 由于没有未配对的电子,该复合物为二磁体,或称为低自旋复合物。

Image1

     在另一个八面体 (如 [Co (F) 6]3+) 中,由于氟化配体是弱场配体,金属的 3d6 电子不会重新排列。 为了为杂化方式提供空轨道,两个最外空的 4D 轨道与一个 4s 和三个 4p 轨道相结合,形成六个空杂化轨道。 由于使用了最外层的轨道,杂化方式被称为 sp3d2 杂化方式,而该组合体被称为外部轨道组合体。 未配对电子的存在使复杂的准磁性,因此这些复合波也称为高自旋复合波。

Image2

 低自旋或内部轨道波群相比,高自旋或外部轨道波群的稳定性更高 (由于 sp3d2 轨道的能量更高)。

Tags

Valence Bond Theory Coordination Complexes Geometries Octahedral Tetrahedral Square Planar Metal Orbitals Coordinate Covalent Bonds Hybridization S Orbital P Orbital D Orbital Vacant Orbitals Ligand Orbitals Octahedral Complex Hexafluorocobaltate(III) Co3+ Ion 3d6 Orbitals 4s Orbital 4p Orbital 4d Orbital Sp3d2 Orbitals Paramagnetic Complex Hexamminecobalt(III) Amino Groups Vacant 3d Orbitals D2sp3 Hybrid Orbitals Ammonia Groups Diamagnetic Complex Tetrahedral Complex Tetrachloronickelate Ni2+ Ion 3d8 Configuration

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter