基础化学|配合物组成及属性

配合物一般分为内界和外界两个组成部分，中心离子和配位体组成配合物内界，由于配离子带有相反电荷的离子组成配合物外界。通常把内界写在方括号之内，外界写在方括号之外。配合物的内界与外界之间以离子键结合，在水溶液中能完全解离成配离子和外界离子。以[Cu（NH₃）₄] SO₄为例，其组成可表示为：

1.中心原子

中心原子（或离子）是配合物的形成体，位于配合物的中心，一般为带正电荷的金属离子或中性原子，还有极少数的阴离子。常见的中心原子（或离子）为过渡金属离子（如Cu²⁺、Fe³⁺、Cr³⁺等离子）或原子（如[Ni（CO）₄]中的Ni、[Fe（CO）₅]中的Fe均为中性原子）。

2.配体和配位原子

在配合物中，与中心原子以配位键结合的阴离子或中性分子称为配体，如[Ag（NH₃）₂]⁺、[Ni（CO）₄]和[SiF₆]^2-中的NH₃，CO和F^-都是配体。配体中直接向中心原子提供孤对电子形成配位键的原子称为配位原子，如NH₃中的N、CO中的C，F^-中的F等。配位原子常见的是电负性较大的非金属原子，如N、O、C、S、F、Cl、Br、I等。(www.xing528.com)

按配体中配位原子的多少，可将配体分为单齿配体和多齿配体。只含有一个配位原子的配体称为单齿配体，如NH₃、H₂O、CN^-、Cl^-等。含有两个或两个以上配位原子的配体称为多齿配体，如乙二胺H₂N—CH₂—CH₂—NH₂（简写为en）、草酸根和乙二胺四乙酸根（简写为EDTA），分别为二齿、二齿和六齿配体。由中心原子（或离子）与多齿配体形成的具有环状结构的配合物称为螯合物，大多数螯合物具有五原子环或六原子环的稳定结构。图5-1是Ca²⁺、Fe³⁺与EDTA的螯合物的结构示意图。

3.配位数

中心原子的配位数是中心原子以配位键直接结合的配位原子的总数。对于单齿配体，则中心原子的配位数与配体的数目相等，例如配离子[Cu（NH₃）₄]²⁺中Cu²⁺的配位数是4；对于多齿配体，则中心原子的配位数等于同中心原子配位的原子的数目，即配位数=∑i（配体的个数）×齿数。例如配离子[Cu（en）₂]²⁺中的配体en是双齿配体，1个en分子中有2个N原子与Cu²⁺形成配位键，因此Cu²⁺的配位数是4而不是2。配合物中，中心原子的常见配位数是2、4和6。

图5-1 Ca²⁺、Fe³⁺与EDTA的螯合物结构示意图