2014年10月24日 星期五

錯離子的鍵結:定域化電子模型 Bonding in Complex Ions: The Localized Electron Model

化學原理啟迪489
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1.     到目前為止討論的化學,並不懷疑定域化電子模型是描述分子內化學鍵的有用模型,雖然說,定域化電子模型是簡化的理論。定域化電子模型的主要特徵是,生成電子混成軌域。
2.     徐弘毅定域化電子模型定域化」一詞是指,電子在固定的區域範圍。雖然實際上原子的外圍電子是動態的、高速移動的,但是,為了簡單起見,科學家在原子周遭,劃定一個電子經常出現的區域,將這個區域想成一團靜止的電子雲,用靜止電子雲來描述圍繞原子的電子,比較能清楚分析分子內各原子之間的鍵結關係,各原子之間互相吸引產生的電子活動範圍,稱為混成軌域。
3.     原子混成軌域,可使原子間的共享電子,形成σ鍵。定域化電子模型,可用來解釋錯離子的鍵結,但是有二個重要的觀點必須謹記:
4.     一、VSEPR價殼電子對互斥模型預測分子結構,不適用於錯離子,然而,我們可相當可靠地假設,當錯離子的配位子是6,配位子的排列為八面體構造;
2個配位子的錯離子則是線型構造。當錯離子的配位子是4時,有可能是四面體平面四邊形。目前沒有可靠的方法預測有4個配位子的錯離子是四面體或平面四邊形。
5.     二、金屬離子與配位子互相吸引的模式,可比擬為路易斯酸鹼反應,配位子提供1對電子給金屬離子的空軌域,形成配位共價鍵:
注:金屬離子提供空的原子軌域混成。配位子提供含有電子對的原子軌域混成。
6.     金屬離子的配位數,取決於配位子的數量與排列。舉例來說,八面體的Co(NH3)63+需要金屬離子Co3+提供6個空軌域組合,以容納每個氨分子的未鍵結電子對。八面體軌域是由2d軌域、1s軌域和3p軌域混成6d2sp3軌域。
7.     4個配位子的金屬離子的混成軌域種類,取決於這個錯離子的結構是四面體或四方形平面。四面體構造的配位子,需要sp3混成軌域。
8.     舉例來說,在四面體的CoCl42離子,Co2離子是sp3混成軌域;
9.     平面四邊形構造的配位子,金屬離子必須是dsp2混成軌域。舉例來說,平面四邊形的Ni(CN)42Ni2dsp2混成軌域。
10. 線型錯合物的構造,2個混成軌域彼此的夾角是180度,這樣的配位構造需要sp混成軌域,因此,線型Ag(NH3)2+離子的Ag+sp混成軌域。
11. 雖然定域化電子模型能解釋,金屬-配位子鍵,但是現今卻不太常用,因為定域化電子模型,無法預測錯離子的重要性質,包括磁性與顏色。

n   翻譯編寫Steven S. Zumdahl Chemical Principles ;圖片來源/chemistry.tutorvista.comapchemistryatgwhs.yolasite.comwps.prenhall.comchemwiki.ucdavis.edu

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