第三章第三节络合物的分子轨道理论

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第三节 络合物的分子轨道理论

一、理论要点

络合物的分子轨道理论主要认为在络合物中,中心离子或原子与配位体之间不仅以静电作用相互作用着,而且往往有量子力学效应在其中起重要作用,即往往在中心离子或原子与配位体之间有共价键的生成。

二、类型

共价键:常见的有σ、π键 ①n (满)−→−

σ d (空轨道)接受电子 σ键 ②n 、π(满)−→−

π d (空)接受电子 正常π配键 ③*π(空)−−←

π

d (满)授予电子 反馈π键 ①、③同时存在,称为电子授受键,即为σ键+反馈π键,同一配位体中,①、②不同时存在。

三、络合物的成键情况

1、M -L 间的σ键成键情况

2、M -L 间的π键

分裂能值大小与配体和中心原子之间σ键及π键的成键效应有关。

若配体为强的π电子给予体,形成L →M π配键,则分裂能减小,故卤素离子等是弱场; 若配体为强的π电子接受体,形成M →L π配键,则分裂能增大,故CN -

,CO,NO 2等是强场;而NH 3、H 2O 等分子与中心离子只能形成σ键,不能与M 形成π键,所以是中间场

即 中场:NH 3 、H 2O 只有σ键Fig3.1

强场:CN -

有π* 高能Fig3.3 弱场:卤素、 有π成键 Fig3.2

3、M-L 间σ-π键

(1)、羰基配合物中的σ-π键

a.M 与L 之间的σ键和反馈π键,合称为σ-π键,也称为电子授受键。

中心金属与配体之间σ键和反馈π键的形成是同时进行的,σ键的形成,使中心原子

的电负性增加,有利于反馈π键的形成;而反馈π键的形成(LM ),使中心原子的负电荷减少 ,由利于中心原子接受电子,形成σ键。

b.协同效应:σ键形成(M ←L ),中心金属M 电负性增加,有利于反馈π键的形成

反馈π键(M →L ),中心M 电负性降低,有利于σ键形成

σ-π键产生的效应:

一、加强了中心金属和配位体之间的结合。σ键反馈π键双重成键,解释零价或低价过渡金属络合物稳定性事实;

二、削弱了配位体内部的结合。由于反馈键的形成,使电子从中心金属的t2g 轨道返回到CO 的反键轨道中,这就削弱了C 和O 键的强度。

c、18电子规则

每个金属原子的价电子数和它周围配体提供的价电子数(每个CO 提供一对孤对电子)加在一起满足18电子层的惰气结构。这是将惰气都很稳定的事实应用于金属络合物而提出的。

四、有机金属络合物

1、不饱和烃络合物——络合物的结构

(1)、金属-乙烯络合物

以铂的乙烯络合物为代表:[PtCl 3(C 2H 4)]H 2O 蔡赛盐

正方形结构,乙烯以侧基与中心金属结合,C-C 键与PtCl 3-所组成的平面垂直,而且两个C 原子与的Pt 2+距离相等,如图示: Cl Cl

Pt 2+C

C

H H

H Cl 蔡塞盐

(2)金属-乙炔络合物

2、环多烯和过渡金属的络合物 Ti

Cl Cl Cr 若干环多烯与过渡金属络合物的结构

Fe

3、夹心化合物——二茂铁

二茂铁