配位键
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化学反应中的配位键类型化学反应是物质变化的过程,其中配位键类型起着至关重要的作用。
配位键是指共用电子对的化学键,它在配位化合物中连接金属离子和配体之间的键。
根据配位键的性质和构成,我们可以将其分为几种不同的类型。
一、金属与非金属的配位键在化学反应中,金属与非金属之间形成的配位键是最常见的类型。
这种配位键通常由一个或多个配体中的原子与金属中心离子形成。
配体通常是不带正电荷的离子或中性分子,它们通过提供配位键而与金属离子结合。
根据配位键的数量和种类,可以进一步分为单个配位键、双配位键、多配位键等。
二、金属与金属的配位键除了金属与非金属的配位键外,金属与金属之间也可以形成配位键。
这种类型的配位键在簇合化合物中常见。
簇合化合物是由多个金属原子通过共享电子而形成的化合物。
金属与金属之间的配位键通常具有共价性质,其中金属离子之间共用电子对以增强化学反应的速率和稳定性。
三、金属与金属离子的配位键另一种常见的配位键类型是金属与金属离子之间的配位键。
金属离子是指在化学反应中失去了电子的金属原子,它们通常以正电荷存在。
配体中的原子通过提供电子对来和金属离子形成配位键。
这种类型的配位键使金属离子与配体之间形成紧密的键合,从而形成配位化合物。
四、金属与配体中的多个原子的配位键在某些情况下,金属原子可以与配体中的多个原子形成配位键。
这种类型的配位键被称为多齿配位键。
多齿配位键的形成可以增强化学反应的速率和稳定性,从而促进化学反应的进行。
常见的多齿配体包括乙二胺四酸、三齿配体等,它们具有多个配位位点,可以同时与金属中心结合。
总结起来,在化学反应中,配位键的类型包括金属与非金属的配位键、金属与金属的配位键、金属与金属离子的配位键以及金属与多齿配体之间的配位键。
每种类型的配位键在化学反应中都起着重要的作用,决定了反应的速率、稳定性和产物的结构。
对于化学研究和工业应用来说,理解和掌握不同类型的配位键非常重要,可以为合成新型材料、开发新的催化剂等提供基础。
共价键配位键氢键之间的关系共价键、配位键和氢键是化学中常见的三种键类型,它们在分子结构中起着不同的作用,同时也存在一定的联系和相互影响。
本文将探讨这三种键之间的关系,以便更深入地理解它们在化学反应和分子结构中的重要性。
共价键是两个原子间通过共享电子而形成的一种化学键。
在共价键中,原子之间的电子是共享的,使得两个原子密切联系在一起。
共价键的形成可以使原子达到稳定的电子结构,同时也决定了分子的几何结构和性质。
在分子中,共价键的存在决定了分子的稳定性和化学性质,是化学反应中重要的一环。
配位键是指一个或多个配体通过配位作用与中心金属离子结合形成的一种键。
在配位键中,配体通过共享一对电子与中心金属离子形成配位键。
配位键的形成可以改变金属离子的电子结构和化学性质,使得金属离子在化学反应中发挥特定的作用。
配位键在配位化学中具有重要的地位,广泛应用于催化剂、药物和材料领域。
氢键是一种静电作用力,是氢原子与电负性较强的原子之间的相互作用。
在氢键中,氢原子与电负性较大的原子(如氧、氮、氟等)形成氢键,通过氢原子的部分正电荷与电负性原子的部分负电荷之间的相互作用而形成。
氢键的形成可以影响分子的结构和性质,使得分子在空间中形成特定的构型和相互作用。
共价键、配位键和氢键之间存在一定的联系和相互影响。
在一些分子中,这三种键类型可能同时存在并相互作用,共同影响分子的结构和性质。
例如,在生物分子中,蛋白质的结构和功能往往受到氢键的影响,而配位键在金属蛋白中起着重要作用。
共价键则是构成分子骨架的基本键类型,决定了分子的稳定性和化学性质。
在化学反应中,这三种键类型也可能相互转化或影响。
例如,在催化反应中,金属配位键的形成和断裂可能影响反应速率和选择性,共价键的形成和断裂也可能影响反应机理和产物选择。
氢键的存在也可能影响反应的进行和产物的形成。
因此,共价键、配位键和氢键之间的关系在化学反应中具有重要的意义。
总的来说,共价键、配位键和氢键是化学中常见的三种键类型,它们在分子结构中起着不同的作用,同时也存在一定的联系和相互影响。
配位化学中的配位数和配位键在配位化学中,配位数和配位键是两个非常重要的概念。
配位数指的是配合物中配位体与中心金属离子之间形成的化学键的数量,而配位键则是指这些配位体和中心金属离子之间的化学键。
配位数是配合物中的一个关键性质,它可以决定配位体与中心金属离子的配位方式以及整个配合物的稳定性和性质。
在配位化学中,通常会有一个中心金属离子和若干个配位体组成配合物。
根据配位体与中心金属离子之间形成的化学键的数量,配位数可以分为单个配位、双配位、多配位等不同情况。
在单个配位中,配位体与中心金属离子之间形成一个化学键。
这种情况下,配位数为1。
例如,氯离子(Cl-)与铜离子(Cu2+)形成的[CuCl]就是一个单个配位。
在双配位中,两个配位体与中心金属离子之间分别形成一个化学键。
这种情况下,配位数为2。
例如,乙二胺(NH2CH2CH2NH2)与镍离子(Ni2+)形成的[Ni(en)2]就是一个双配位。
在多配位中,多个配位体与中心金属离子之间形成多个化学键。
这种情况下,配位数大于2。
例如,四氨合铜离子(Cu(NH3)4^2+)就是一个多配位,配位数为4。
配位键是指配位体与中心金属离子之间形成的化学键。
配位体通过提供一个或多个电子对与中心金属离子形成配位键。
常见的配位体有氨、水、羧酸、亚胺等。
配位键的形成可以通过配体的配位方式来描述。
例如,配体可以通过一个氧原子与中心金属离子形成一个配位键,这种配位方式被称为单顶配位;配体也可以通过两个氮原子与中心金属离子形成两个配位键,这种配位方式被称为双顶配位。
在配位化学中,配位数和配位键的确定可以通过实验方法和理论计算方法来进行。
实验方法包括化学合成、晶体结构分析、红外光谱和核磁共振等技术手段。
理论计算方法则包括量子化学计算、密度泛函理论等。
这些方法可以帮助研究人员更深入地理解配合物的结构和性质,为合理设计和合成新型配合物提供指导。
总之,配位化学中的配位数和配位键是非常重要的概念。
配位化合物的配位数和配位键的性质配位化合物是由一个或多个配体与中心金属离子形成的化合物。
在配位化学领域,配位数和配位键的性质是非常重要且基础的概念。
本文将探讨配位化合物的配位数和配位键的性质,并分析它们在化学中的应用。
一、配位数的概念和分类配位数指在一个配位化合物中,中心金属离子周围结合的配体数量。
根据不同的配体与中心金属离子的结合方式,可以将配位数分为以下几种类型:1. 一配位:指一个配体与一个中心金属离子形成一根配位键的情况。
典型的一配位化合物为氯化物离子(Cl-)与银离子(Ag+)结合形成的AgCl。
2. 二配位:指两个配体与一个中心金属离子形成两根配位键的情况。
例如,氨(NH3)与铜离子(Cu2+)结合形成的[Cu(NH3)2]2+。
3. 多配位:指多个配体与一个中心金属离子形成多个配位键的情况。
例如,氯化物(Cl-)、溴化物(Br-)和碘化物(I-)与铁离子(Fe3+)结合形成的[FeCl3]、[FeBr3]和[FeI3]。
二、配位键的性质配位键是配体与中心金属离子之间的化学键,决定了配位化合物的稳定性和性质。
以下是配位键的一些重要性质:1. 强配位键:强配位键是指能够与中心金属离子形成较强的化学键的配体。
具有强配位键的配体通常是具有较大的电负性和较高的硬度。
常见的强配位键配体包括氨、氰化物(CN-)和水(H2O)等。
2. 弱配位键:弱配位键是指与中心金属离子形成较弱化学键的配体。
具有弱配位键的配体通常是具有较小的电负性和较低的硬度。
典型的弱配位键配体包括一氧化碳(CO)和硫化物(S2-)等。
3. 配位键长度:配位键的长度与配位键强度密切相关。
通常情况下,配位键越短,配位键越强。
配位键长度可以通过X射线晶体学等方法来确定。
4. 配位键的方向性:配位键可以是线性的、平面性的或立体性的。
这取决于配体与中心金属离子之间的共价键角度以及配位平面的几何结构。
三、配位数和配位键的应用配位化合物的配位数和配位键的性质对其在化学和生物学中的应用起着重要作用。
配位键名词解释配位键是指两个或多个原子通过共用一对电子而连接在一起的化学键。
配位键的形成是通过原子或离子的轨道重叠,使其电子轨道重叠后形成的分子轨道被填充,从而形成一个较为稳定的化学键。
配位键通常发生在配位化合物中,这是一类含有一个或多个配位基的化合物。
配位键的形成主要发生在过渡金属元素及其化合物中。
在过渡金属元素中,d轨道的电子数较不稳定,通过配位键的形成可以填充这些d轨道,增加化合物的稳定性。
过渡金属离子通常能形成多个配位键,一个配位键通常由一个孤对电子给予的配体提供一个电子进行与金属离子的配位。
在配位复合物中,一个或多个配体通过配位键与中心金属离子结合。
配体通常是一种能够提供电子对的分子或离子,如氨、水、氯等。
配体可以通过孤对电子或者共用电子与金属离子形成配位键。
配位键的强度取决于配体的电负性、电子数及其配位能力。
电负性较高的配体通常能够更强地与中心金属离子形成配位键。
配体的电子数也会影响配位键的强度,通常来说,足够提供两个电子的配体(双电子供体)能够形成更强的配位键。
此外,配体的配位能力也会影响配位键的强度,不同的配体可以通过提供不同数量的电子对来形成不同强度的配位键。
配位键是一种较为稳定的化学键,因此配位化合物通常具有较高的稳定性和低的反应活性。
配位键的形成使配位复合物具有多种特殊性质,如酸碱性、磁性、发光性等。
配位化合物广泛应用于催化剂、荧光材料、生物分子探针等领域。
总结起来,配位键是通过共用一对电子将两个或多个原子连接在一起的化学键。
它的形成在配位化合物中起着至关重要的作用,能够提高化合物的稳定性和特殊性质。
配位键的强度受到配体的电负性、电子数和配位能力的影响。
配位键的研究对于理解配位化学以及相关应用有着重要意义。
参考内容:1. 《无机化学》第四版,周亮等著2. 《配位化学》第五版,Gary L. Miessler等著3. 《Inorganic Chemistry》, Catherine Housecroft and Alan G. Sharpe著4. 《Transition Metals in the Synthesis of Complex Organic Molecules》, Louis S. Hegedus著5. 《Coordination Chemistry》, Jon A. McCleverty and Thomas J. Meyer著。
指出配位键的形成条件及其表示方法1.引言1.1 概述配位键是化学中一种重要的键形成方式,它在化合物的结构和性质中起着关键的作用。
配位键的形成是由两个或更多原子之间的共享或转移电子而产生的连接。
它通常涉及中心金属离子和配体之间的相互作用。
在自然界中,许多无机和有机化合物都含有配位键。
无机化合物中,常见的配位键形成在过渡金属离子和配体之间,通过配体的官能团与金属离子形成共价或均衡共价键。
有机化合物中,配位键主要出现在含金属的有机配合物中,通过配体中的能够提供电子对的原子与金属离子形成配位键。
配位键的形成条件涉及多方面的因素。
首先,配位键的形成需要具有配体和金属离子的相互吸引力。
这一吸引力可能是由静电作用、电子云重叠或配体原子中的孤对电子引起的。
其次,配体和金属离子之间的距离也是影响配位键形成的重要因素。
适当的配位键距离有助于电子云重叠,从而增强键的稳定性。
此外,配位键形成还取决于配体和金属离子的空间取向,以保持最佳的键形成几何构型。
为了在化学研究中描述和表示配位键形成的方式,科学家们开发了多种表示方法。
其中最常见的是路易斯结构和简式配位键符号。
路易斯结构通过点表示电子,以显示配体和金属离子之间的电子转移和共享。
简式配位键符号则使用简单的线条表示配体与金属离子之间的连接。
通过深入理解配位键的形成条件和表示方法,我们可以更好地理解化合物的结构和性质。
这对于配位化学领域的研究和应用具有重要意义。
下文将详细介绍配位键的形成条件和各种表示方法,以期为读者提供更全面的知识和理解。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:文章结构是指文章的整体框架和组织方式,它决定了文章的逻辑关系与展开方式。
一个良好的文章结构可以使读者更好地理解和掌握文章的内容,并有助于文章的阐述和论证。
本文按照如下结构组织:引言部分(1.1概述、1.2文章结构、1.3目的):在引言部分,我们首先对配位键的形成条件及其表示方法进行简要介绍和概述。
配位键理论教案配位键理论是无机化学中非常重要的理论之一,它解释了过渡金属元素及其化合物的性质和反应。
本教案将详细介绍配位键理论的基本概念、历史背景、应用以及相关实例,帮助学生深入理解配位键的形成机制和特点。
一、基本概念1.1 配位键的定义配位键是指在过渡金属离子或配合物中,中心金属离子与周围的配体之间通过共价键或均是键而形成的化学键,通常以配体中的一个或多个原子对金属中心提供孤对电子的配位作用。
1.2 配位键的特点配位键与普通的共价键或离子键有所不同,其主要特点包括:1.2.1 配位键是由金属中心离子与配体之间的电子配对形成的;1.2.2 配位键是通过金属中心离子的d轨道和配体的轨道之间的相互重叠而形成的;1.2.3 配位键可以是单键、双键或三键,取决于金属中心离子和配体之间的配位数和电子状态。
二、历史背景配位键理论最早由阿尔弗雷德·沃纳于1893年提出,他认为金属离子可以形成以正价数的阳离子为中心的配合物。
后来,通过实验证实了配位键理论的可靠性和有效性,为配位化学的发展奠定了基础。
三、应用3.1 有机合成配位键理论在有机合成中扮演着非常重要的角色,许多催化剂都是基于过渡金属配合物设计的,可以实现高效的反应选择性和产率。
3.2 生物化学在生物体系中,一些重要的金属离子如铁离子、铜离子等与生物分子形成稳定的配位键,参与了生命体系中的许多重要生化反应。
3.3 材料科学许多材料的性能和应用是基于其内部金属配合物的结构和配位键的稳定性来设计和调控的,如金属有机骨架材料等。
四、相关实例4.1 铁氰化钾铁氰化钾是一种常见的过渡金属配合物,在实验室中常用于检测铁离子的存在。
4.2 乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸是一种重要的毒物螯合剂,可以与金属中心离子形成稳定的配位键,用于铅中毒的解毒。
以上就是关于配位键理论的教案内容,希望同学们通过学习可以更好地理解和应用这一重要的化学理论。
通过本教案的学习,相信同学们对配位键理论会有更深入的认识和理解。
配位键知识点总结一、配位键的基本概念配位键是指金属原子与一个或多个配体形成的共价键,其中金属原子通常是一个离子,而配体通常是一种带有孤对电子的分子或离子。
配位键通过金属原子与配体之间的轨道重叠来形成,从而形成稳定的配合物。
二、配位键的结构1. 配体:配体是指与金属原子形成配位键的分子或离子,可以是一价、二价或多价的。
配体的选择通常取决于金属原子的化学性质和所需的配位数。
常见的配体包括水分子、氨分子、羰基、亚硝基等。
2. 配位数:配位数是指金属原子可形成的配位键的数量,通常取决于金属原子的价态和配体的电荷。
金属原子的配位数可以是1、2、3、4、5、6等。
3. 配位几何构型:金属配合物的结构通常取决于金属原子的配位数和配体的空间结构。
常见的配位几何构型包括正四面体、正八面体、六方堆积等。
4. 双电子对与孤对电子:在形成配位键时,配体通常通过其双电子对或孤对电子与金属原子形成共价键。
配体的孤对电子可以影响金属原子的化学性质和配位键的稳定性。
三、配位键的性质1. 共价性:配位键是一种共价键,具有一定的键能和键长。
金属离子通过与配体形成配位键来降低其电荷密度,从而增强其稳定性。
2. 构型稳定性:金属配合物的配合键结构通常取决于金属原子的价态和配体的构型。
不同的金属原子和配体可以形成不同稳定的配合物结构,从而影响配位键的稳定性。
3. 极性:配位键通常具有一定的极性,其中金属原子通常是部分正电,而配体通常是部分负电。
这种极性可以影响金属配合物的化学性质和反应活性。
4. 方向性:金属配合物的配位键通常具有一定的方向性,即配体的孤对电子通常与金属原子的轨道重叠形成配位键,从而影响配位键的结构和稳定性。
四、配位键的应用1. 催化剂:金属配合物通常具有良好的催化活性,可用于有机合成和工业生产中的催化反应。
2. 电子转移:金属配合物通常具有良好的电子传递性能,可用于电子转移和电化学反应等领域。
3. 生物医学应用:金属配合物可以用作药物载体和生物标记物,具有潜在的生物医学应用价值。
化学反应中的配位化合物和配位键配位化合物是指由一个或多个配体与中心金属离子或原子形成的化合物。
配体通常是具有可供给电子对的原子团或分子,它们通过与中心金属离子或原子形成配位键来稳定化合物的结构。
在化学反应中,配位化合物起着重要的作用,既可以作为反应物参与反应,也可以作为产物生成。
一、配位键的形成配位键是配体与中心金属离子或原子之间的化学键。
配位键的形成是通过配体中的孤对电子与中心金属离子或原子的空轨道相互重叠形成。
配体中的孤对电子通常来自于氧、氮、硫等具有较高电负性的原子,而中心金属离子或原子的空轨道则来自于其d轨道或f轨道。
例如,以氯离子(Cl-)和水分子(H2O)为配体,中心金属离子为氧化铜(Cu2+),它们共同形成了CuCl2(H2O)4配位化合物。
在该化合物中,氯离子(Cl-)和水分子(H2O)通过配位键与Cu2+离子形成稳定的化合物结构。
二、配位化合物在反应中的作用1. 催化剂:配位化合物常常被用作反应的催化剂。
催化剂能够提供活化能,降低反应的能垒,加速反应速率。
例如,钌催化剂常用于不对称氢化反应,通过与底物形成稳定的配位化合物,提高反应的效率和选择性。
2. 反应物:配位化合物可以作为反应物参与化学反应。
例如,亚铁离子(Fe2+)在催化剂的作用下与过氧化氢反应生成亚铁配合物,并参与了脱氧过程。
这种反应对于氧气的吸收和转化具有重要意义。
3. 产物:化学反应中的配位化合物也可以作为产物生成。
例如,金属络合物的形成通常与配体的选择性配位及金属的氧化还原状态变化有关。
配位化合物的生成对于理解金属离子在溶液中的行为和催化机制具有重要意义。
总结:配位化合物和配位键在化学反应中起着重要作用。
配位键的形成是通过配体中的孤对电子与中心金属离子或原子的空轨道的相互重叠实现的。
配位化合物可以作为反应物参与反应,也可以作为产物生成。
在催化剂的作用下,配位化合物还能提高反应的速率和选择性。
通过研究配位化合物和配位键,可以深化对化学反应的理解,并为实现高效催化和有机合成提供理论基础。
简单的说,配位键是一种特殊的共价键,一般的共价键是成键的两个原子各拿出一个电子来共用,而配位键是一方原子拿出一对电子,与另一个原子共用,一般要求一个原子具有未共用电子对,而另一个原子具有空轨道,也就是缺电子,,比如NH3分子遇到H+。
就会形成配位键,,NH3+H+==NH4+ 。
NH3分子中N原子具有一对未共用的电子,而H+一个电子也没有,它们之间就可以形成配位键银氨离子中Ag+外层没有电子,而NH3有未共用电子对,就可以形成配位键,,以配位键形成的化合物叫配位化合物,化学中有一个分支学科叫配位化学,专门研究配位化合物的,,评论|002013-11-19 20:49 热心网友配合物由中心原子、配位体和外界组成,例如硫酸四氨合铜(Ⅱ)分子式为〔Cu (NH3)4〕SO4,其中Cu2+是中心原子,NH3是配位体,SO4 2-是外界。
中心原子可以是带电的离子,如〔Cu(NH3)4〕SO4中的Cu2+,也可以是中性的原子,如四羰基镍〔Ni(CO)4〕中的Ni。
周期表中所有的金属元素都可作为中心原子,但以过渡金属最易形成配合物。
配位体可以是中性分子,如〔Cu(NH3)4〕SO4中的NH3,也可以是带电的离子,如亚铁氰化钾K4〔Fe (CN)6〕中的CN-。
与中心原子相结合的配位体的总个数称为配位数,例如K4〔Fe(CN)6〕中Fe2+的配位数是6 。
中心原子和配位体共同组成配位本体(又称内界),在配合物的分子式中,配位本体被括在方括弧内,如〔Cu(NH3)4〕SO4中,〔Cu(NH3)4〕2+就是配位本体。
它可以是中性分子,如〔Ni(CO)4〕;可以是阳离子,如[Cu(NH3)4〕2+ ;也可以是阴离子,如〔Fe(CN)6〕4-。
带电荷的配位本体称为配离子。
在配合物中,中心原子与配位体之间共享两个电子,组成的化学键称为配位键,这两个电子不是由两个原子各提供一个,而是来自配位体原子本身,例如〔Cu (NH3)4〕SO4中,Cu2+与NH3共享两个电子组成配位键,这两个电子都是由N原子提供的。
配位(配价)键
本页解释什么是配位(配价)键。
在学习本页内容之前,你需要对共价键有足够的认识。
配位(配价) 键
共价键由两个原子共享一对电子形成。
因为双方原子核同时吸引着这一对电子,所以原子连接在了一起。
我们前面所讨论的共价键,两个原子都为成键贡献出了自己的一个电子;而这一页要介绍的是一类被称为配位键(或配价键)的共价键,它们的两个共享电子(成键电子)由一个原子单方面提供。
在本页的剩余部分,我们将选择使用"配位键"这一称呼;不过这并不妨碍你将它称为配价键——如果你喜欢的话!
氨气(NH3)与氯化氢(HCl)气体之间的反应
这两种无色气体混合后,会产生厚厚的白烟。
烟是由固体小颗粒分散在空气中形成的,氨气与氯化氢气体生成的白烟是微小的氯化铵(NH4Cl)结晶。
反应的过程中,氯化氢向氨分子传递了一个氢离子(H+),氢离子依附于氨分子的未共享电子对上,使氨分子变成了铵离子( NH4+)。
氢离子是以配位键的形式依附于铵离子( NH4+)上的,氯传递到氮上边的仅为氢的原子核,氢的电子留在了氯上边并导致氯原子变为带负电的氯离子(Cl-)。
一旦铵离子形成,我们便分辨不出谁是配位共价键、谁是非配位共价键了,因为它们间找不到任何区别。
虽然图中铵离子配位键电子的颜色与其它成键有差别,但在现实中它们没有不同。
配位键的表示
如下图所示,我们用箭头表示配位键。
箭头发自提供电子对的原子,指向接受电子对的原子。
将氯化氢溶解于水中产生盐酸
类似上一个例子,氯化氢向水分子传递了一个氢离子(H+),氢离子依附于水分子其中一对未共享电子上。
H3O+离子被称为水合氢离子,也叫水合质子。
化学介绍课(例如GCSE)中,当我们提到氢离子的时候(比如说在酸中),我们谈论的实际上是水合氢离子。
单独的氢离子本质上是一个质子,具有非常强的反应活性,因此它不太可能单独存在于试管中。
有时我们看到氢离子被写成"H+(aq)","(aq)" 代表氢离子所依附的水分子。
当H+(aq)与什么东西(比如说与碱)发生反应的时候,氢离子会重新从水分子上脱离。
注意,一旦配位键形成,依附于氧的所有氢离子将是完全平等的。
当氢离子重新从水分子上脱离时,我们说不准水分子会分离哪一个氢离
子(也就是说,可以是3个当中的任何一个)。
氨(NH3)与三氟化硼(BF3)间的反应
如果你近期阅读过本站共价键的章节,你或许会记得三氟化硼中的硼原子不具有惰性气体的电子排布。
三氟化硼中的硼原子成键能级只有3对电子,而实际上它有可供4对电子存在的空间。
所以,我们可以用贫电子(electron deficient)一词来形容BF3。
氨分子中氮原子上存在的未共享电子对可帮助其克服电子的贫乏,于是,氨和三氟化硼以配位键相连形成了新的化合物。
如果用线条表示成键,上边的化合物可以简便的画成:
右边的图是配位键的另一种画法。
键的氮端带正电,因
为氮的电子对移向了硼(硼带上了负电)。
我们不会再
使用这种画法——因为它不如使用箭头的画法简洁。
氯化铝的结构
氯化铝会在177. 8°C时升华(由固体直接变为气体)。
如果氯化铝是离子化合物,正离子与负离子间强大的吸引力会导致其拥有很高的熔点与沸点。
所以,氯化铝不是离子,而应该是分子——分子相互间的作用力没有离子那样强。
单个的分子由共价键连接而成,右边的点-
叉成键示意图仅显示了外层能级(成键能级)的电子。
跟BF3一样,AlCl3也贫电子。
它们间可能存在很多相似性,因为周期表中的硼和铝位于同一族,氟和氯也位于同一族。
对氯化铝相对式量的测量表明,升华温度时蒸气中氯化铝的分子式不是AlCl3,而是Al2Cl6。
它以二聚体(两个分子连在一起)的形式存在。
这两个分子以配位键相连,成键电子来源于氯原子中的未共享电子对。
每个氯原子都有3对未共享电子,而所有这些未共享电子对中,最后只有2对成为成键电子对,我们在下图中用红点表示出了这2对成键电子。
注意: 为了使配位键电子更醒目,我们将氯的其它电子用浅浅的粉红色表示。
形成配位键的电子并没有什么特殊之处——它们形成配位键只因为它们的轨域在反应时碰巧指向了正确的方向。
这两个配位键形成时会释放出能量,因此二聚体比单独的AlCl3分子更具有稳定性。
注意:氯化铝是一种比较复杂的化合物,因为其成键会随着温度的增高而发生
变化。
如果你对此有兴趣,可以看看第3周期的氯化物,里边有关于氯化铝
的更详细的介绍。
不过这与本页的内容之间并没有特别的相关性。
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水合金属离子中的成键
溶液中的离子强烈地吸引着水分子——水分子成簇的聚集在一起围绕正离子或负离子。
在许多情况下,其吸引力大到使离子和水分子间形成正式的成键,并且这种事几乎在所有的金属正离子身上都会发生。
我们将有水分子依附的离子称为水合离子。
虽然氯化铝为共价化合物,但当它溶解在水中时,仍会生成离子。
会有六个水分子与生成的铝离子(Al3+)成键,形成化学式为Al(H2O)63+的新离子。
我们将它称为六水合铝离子(hexaaquaaluminium ion)——将单词拆开便是"六个(hexa)" 、"水分子(aqua)"包裹着一个"铝离子(aluminium ion)"。
六水合铝离子(以及其余绝大多数金属所形成的相类似的离子)的成键为配位键,成键的电子来源于水分子中的未共享电子对。
铝的电子排布为1s22s22p63s23p x1。
当它形成Al3+离子时,它失去了第三能级的电子并留下1s22s22p6的电子排布。
现在铝的第3能级轨域已经空了。
铝重新组织(杂化)第3能级的6个轨域(1个3s、3个3p、2个3d) 并生成6个能量相同的新轨域。
这6个杂化轨域将分别接受来自6个水分子的未共享电子对。
你也许会想它为什么杂化的是6个轨域而不是4个或8个轨域(等等)。
在空间上,铝原子(以及其它大多数金属离子)周围所能聚集的水分子的最大数目为6个。
通过尽可能多的成键,系统将释放出更多的能量,整个系统就更加稳定。
上图仅显示了水分子用于成键的未共享电子对,每个水分子的另一对未共享电子没有参与成键。
最后所形成的离子的形状如下图所示:
电子向离子中央的运动使得3+电荷不再只存在于铝中,而是分布到整个离子之上。
注意: 我们用虚线箭头表示位于屏幕或打印纸平面后方的水分子与铝之间的配位键;用锲形线箭头表示位于屏幕或打印纸平面前方的水分子与铝之间的配位键。
另外两种分子
注意: 只有一种现行的A'level教学大纲要求你掌握这两种分子。
查阅你所使用的教学大纲!如果你没有教学大纲(英文原站),点击此链接以获取相关信息。
一氧化碳, CO
可以把一氧化碳中碳和氧之间的成键看成是两个普通的共价键外加一个配位键(成键电子来自氧的未共享电子对)。
硝酸, HNO3
硝酸的其中一个氧原子可以被看成是通过配位键(成键电子来自氮的未共享电子对)附着于氮原子之上。
其实上边的结构图具有误导性——从图上看,右侧的两个氧原子是以不同的方式与氮原子成键的;而实际上它们所成的这两个键,无论其长度还是强度都是一致的;因此它们的电子排列也必然相同;只是我们难以用点-叉成键示意图表示出这一点。
其成键涉及到电子的去区域化。