配合化学物

协调配合

协调配合物具有至少一种金属复杂，其中包含一个金属中心和包围电子基团的配体。这就是所谓的复杂离子。反离子平衡复杂离子形成分子配合物的电荷。协调配合物溶于水中，金属离子络合物与反离子离解。金属离子和配体表现得像一个多原子离子和不游离。

复杂的离子的几何形状对包括线性，方形的标准价层电子对互斥理论 (VSEPR) 几何平面、 四面体，和八面体。八面体复杂离子是最常见的几何。晶体场理论解释了能量分裂之间d-过渡金属离子和 VSEPR 几何图形的轨道。能级分裂受的形状和方向的d-眶裂片。

配体和光谱化学序列

配体划分，债券或附件的数量，他们可以用一个金属的中心。单个附件被称为单齿 （一个齿）。称为双齿配体，使两个附件 （两齿），和三个附件被称为分叉。配体捐赠电子密度对金属中心形成坐标共价键的债券。配体可能带电的或中性。配体被列为被强或弱根据光谱化学序列:

（弱）我^- < Br^- < Cl^- < SCN^- < F^- < OH^- < 牛^2-< ONO^- < H₂O < NCS^- < 乙二胺四乙酸^4- < NH₃ < en < 没有₂^- < CN^- （强）

分裂的轨道

当六个配体接近金属中心形成八面体的复合体时，五个简并的 d 轨道分裂成三个低能量简并 t_{2 g}轨道和两个更高的能量简并 e_g轨道。根据光谱化学系列配体的强度取决于分裂 t_{2 g}和 e_g轨道之间的距离。

洪特规则仍然适用，电子填充轨道一在一段时间，但他们填写的分裂 t_{2 g}和 e_g轨道大小符合。如果分手可以很小，电子会填满所有轨道单独在配对之前。这最大限度地不成对电子的数量，被称为高自旋。同样，强场原因大 t_{2 g}-e_g拆分: 电子配对在 t_{2 g}设置填充高能量 e_g轨道之前。这最小化不成对电子的数量，被称为低自旋。对电子驱动器受能源 （或大小） 的轨道分裂相比能量的电子配对。如果配对的能量是高相比将移入 e_g轨道能量，电子的高自旋。如果相比移动到更高的 e_g轨道的能量，能量的配对较低，电子是低自旋。

电子必须从较低的 t_{2 g}状态移动到更高的 e_g状态在金属中心的距离决定复杂吸收的电磁波辐射的能量。如果这种能量是在可见光区域 （400-700 毫微米，1.77 eV-3.1 eV），复杂一般有一种颜色。弱场配体 (我^- → OH^-) 导致小分裂和配合物吸收低能量的光 （即红色） 的显示颜色是绿色。强场配体 （乙二胺四乙酸 → CN^-） 吸收高能光 （即蓝紫光） 和出现红、 黄颜色。配合物与配体的强与弱对光谱化学序列，如氨，是可以采用任何弱或强场的几何。

颜色-配体的关系是名称"光谱化学序列"的理由。成对或不成对电子的数量也引起了顺磁性磁性金属络合物的研究。

当四个配体协调围绕一个金属的中心时，可以导致方形平面或四面体的复杂。在四面体复合体的轨道能量被翻转相比八面体配合物，与能量低于 t_{2 g}e_g 。这是因为 d 轨道方面协调配体的取向。在平面正方形的配合物，有几个不同的轨道能量，与 d_yz和 d_xz正在退化和最低的能量 （低于 d_z2，），然后 d_xy，和最后最高能量 d_{x2 y2}轨道。

结构和颜色

因为在轨道分裂距离随配体强度，相同的金属中心协调配合可以有各种颜色根据配体的协调。例如，水溶液的镍 (H₂O)₆^{2 +}颜色为浅绿色，但镍 (NH₃)₆^{2 +}是深蓝色。颜色来自能量变化 t_{2 g}-e_g轨道之间。NH₃是强场配体，推轨道进一步彼此以及取代从金属中心的 H₂O 配体。颜色和配合在这个实验中，我们将进一步探索配体的影响。

从人的颜料，过渡金属人遍布的化学、 生物学、 地质学和工程领域。理解的不同化学状态下过渡金属行为可以作为监测颜色或磁行为一样简单。几乎每个 3d^{（4 行）}过渡金属是重要的生理功能，在所有情况下，这些金属因有义务配体形成配合物。例如，铁对于所有脊椎动物的氧气运输至关重要。血红蛋白，复杂的蛋白，包含四个血红素亚基与 Fe^{2 +}在每个中心。在血红蛋白，Fe^{2 +}是螯合四环和组氨酸残基，使它方形金字塔 （五边）。当氧气存在时，亚基成为八面体。O₂被认为是一种强场配体，导致大 d 轨道 t_{2 g}-e_g分裂，使其成为低自旋。它要求促进电子 e_g状态，所以蓝色光被吸收使氧 （动脉） 血液呈亮红色相对高能光。相比之下，缺氧 （静脉） 的血液有较小的 d 轨道劈裂和低能量红光被吸收，使氧的血液出现黑暗，略带紫色红色。在同样的尊重，一氧化碳，CO，是一种强场配体和将取代氧气。它给血液更明亮的红色外观，由于强场分裂。CO 在血液中的 O₂的优惠绑定通常是致命的。

配位化学的另一个应用程序是在油漆和颜料。虽然许多颜料是简单的金属氧化物，如普鲁士蓝和酞菁蓝还有配合其颜色来自分裂在 d 轨道 (图 2)。普鲁士蓝，铁是由六个氰化物的配体，创建高自旋铁 (III) 铁氰化复杂，Fe(CN)₆^3-包围。另一种化合物，酞菁蓝，是一个平面正方形的复杂与铜 (II) 离子在包围四酞菁分子的中心。

图 2。普鲁士蓝，以铁为中心协调复杂和酞菁蓝，一个铜中心协调复杂。

配位化合物有周围配体与金属离子中心和反离子平衡电荷。配体可以是单齿或螯合与二四附件站点。配体还通过光谱化学序列，分类配体来拆分金属 d 轨道的相对强度进行了分类。颜色和磁性受金属和配位体。大 d 轨道分裂需要大的能量，为促进电子融入更高能量的轨道和吸收高能光 （短波长）。这些是低自旋配合物，并有不成对的电子的最大数目。相比之下，小 d 轨道分裂被称为弱场和吸收低能量的光，以及具有最大数量的未成对电子。电荷和身份金属离子以及绑定的配体配位化合物在定义观察的颜色和磁性。