如果在硫酸銅溶液中加入氨水,首先可得到淺藍(lán)色堿式硫酸銅[Cu(OH)2]SO4沉淀,繼續(xù)加入氨水,則沉淀溶解而得到深藍(lán)色溶液。顯然由于加入過量的氨水,NH3分子與Cu2+離子間已發(fā)生了某種反應(yīng)。
經(jīng)研究確定,在上述溶液中生成了深藍(lán)色的復(fù)雜離子[Cu(NH3)4]2+。從溶液中還可結(jié)晶出深藍(lán)色[[Cu(NH3)4]SO4晶體。這說明CuSO4溶液與過量氨水發(fā)生了下列反應(yīng):
或離子方程式
已知NaCN,KCN有劇毒,但是亞鐵氰化鉀(K4[Fe(CN)6])和鐵氰化鉀(K3[Fe(CN)6])雖然都含有氰根,卻沒有毒性,這是因?yàn)閬嗚F離子或鐵離子與氰根離子結(jié)合成牢固的復(fù)雜離子,失去了原有的性質(zhì)。
由一個(gè)陽離子(如Cu2+或Fe3+)和幾個(gè)中性分子(如NH3)或陰離子(如CN-)以配價(jià)鍵結(jié)合而成的,具有一定特性的復(fù)雜粒子,其帶有電荷的叫配離子或絡(luò)離子,其不帶電荷的叫配合分子或絡(luò)合分子。配合分子或含有配離子的化合物叫配合物。例如:[Cu(NH3)4]SO4,K4[Fe(CN)6],K3[Fe(CN)6],K2[HgI4],[Ag(NH3)2]NO3,[Pt(NH3)2CL4],[Co(NH3)5(H2O)]CL3等都是配合物。
二、配合物的組成
。ㄒ)中心離子
中心離子也稱配合物的形成體,它是配合物的核心部分,位于配離子(或分子)的中心,一般都是帶正電荷的,具有空的價(jià)電子軌道的陽離子。例如,上例中的Cu2+,F(xiàn)e3+,Pt4+等。中心離子絕大數(shù)都是金屬離子。其中的過渡金屬離子是較強(qiáng)的配合物形成體。
(二)配位體
在配離子中同中心離子配合的離子(或分子)叫配位體。配位體是含有孤對(duì)電子的分子或陰離子,直接同中心離子結(jié)合的原子稱為配位原子。配位原子主要屬于周期表中Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ三個(gè)主族元素。一個(gè)配位體可能含有一個(gè)以上的配位原子。
配合物一般可分為內(nèi)界和外界兩個(gè)組成部分。中心離子和配位體組成配合物的內(nèi)界,在配合物的化學(xué)式中一般用方括號(hào)表示內(nèi)界,方括號(hào)以外的部分為外界。例如,在[Cu(NH3)4]SO4中,四個(gè)NH3和一個(gè)Cu2+組成內(nèi)界,一個(gè)SO2-4為外界。在K3[Fe(CN)6]中,六個(gè)CN-和一個(gè)F3+組成內(nèi)界,三個(gè)K+為外界。
在[Pt(NH3)CL4]中,二個(gè)NH3,四個(gè)CL-和Pt4+為內(nèi)界,它沒有外界。
配位體按所含配位原子的數(shù)目,可分為單齒配體和多齒配體。只有一個(gè)配位原子同中心離子配合的配位體,稱為單齒(或一價(jià))配體,如F-,CL-,Br-,I-,CN-,NO-2,NO-3,NH3,H2O等。有兩個(gè)以上的配位原子同時(shí)跟一個(gè)中心離子配合的配位體,統(tǒng)稱為多齒配體,如乙二胺H2N-CH2-CH2-NH2,有兩個(gè)氨基氮是配位原子。又如,乙二胺四乙酸根(-OOC-CH2)2N-CH2-CH2-N(CH2-COO-)2中,除有兩個(gè)氨基氮是配位原子外,還有四個(gè)羥基氧也是配位原子。
現(xiàn)將常見的配位體列入表5-1。
表5-1 常見的配位體
配位原子 |
配位體舉例 |
鹵素 |
F-,CL-,Br-,I- |
O |
H2O,RCOO-,C2O2-4(草酸根離子) |
N |
NH3,NO(亞硝基),NH2-CH2-CH2-NH2(乙二胺) |
C |
CN-(氰離子) |
S |
SCN-(硫氰根離子) |