二、配合物的组成

(一)中心离子

中心离子也称配合物的形成体,它是配合物的核心部分,位于配离子(或分子)的中心,一般都是带正电荷的,具有空的价电子轨道的阳离子。例如,上例中的Cu2+,Fe3+,Pt4+等。中心离子绝大数都是金属离子。其中的过渡金属离子是较强的配合物形成体。

(二)配位体

在配离子中同中心离子配合的离子(或分子)叫配位体。配位体是含有孤对电子的分子或阴离子,直接同中心离子结合的原子称为配位原子。配位原子主要属于周期表中Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ三个主族元素。一个配位体可能含有一个以上的配位原子。

配合物一般可分为内界和外界两个组成部分。中心离子和配位体组成配合物的内界,在配合物的化学式中一般用方括号表示内界,方括号以外的部分为外界。例如,在[Cu(NH3)4]SO4­中,四个NH3和一个Cu2+组成内界,一个SO2-4为外界。在K3[Fe(CN)6]中,六个CN-和一个F3+组成内界,三个K+为外界。

在[Pt(NH3)CL4]中,二个NH3,四个CL-和Pt4+为内界,它没有外界。

配位体按所含配位原子的数目,可分为单齿配体和多齿配体。只有一个配位原子同中心离子配合的配位体,称为单齿(或一价)配体,如F-,CL-,Br-,I-,CN-,NO-2,NO-3,NH3,H2O等。有两个以上的配位原子同时跟一个中心离子配合的配位体,统称为多齿配体,如乙二胺H2N-CH2-CH2-NH2,有两个氨基氮是配位原子。又如,乙二胺四乙酸根(-OOC-CH2)2N-CH2-CH2-N(CH2-COO-)2中,除有两个氨基氮是配位原子外,还有四个羟基氧也是配位原子。

现将常见的配位体列入表5-1。

表5-1 常见的配位体

配位原子 配位体举例
卤素 F-,CL-,Br-,I-
O H2O,RCOO-,C2O2-4(草酸根离子)
N NH3,NO(亚硝基),NH2-CH2-CH2-NH2(乙二胺)
C CN-(氰离子)
S SCN-(硫氰根离子)

(三)配位数

在内界里,与中心离子的结合的配位原子的数目,叫做该中心离子的配位数。一般中心离子的配位数为2,4,6,8。最常见的是4和6(表5-2)

表5-2 常见离子的配位数

配位数 离子
2 Ag+,Cu2+,Au+
4 Zn2+,Cu2+,Hg2+,Ni2+,Co2+,Pt2+,Pd2+,Si4+,Ba2+
6 Fe2+,Fe3+,Co2+,Co3+,Cr3+,Pt4+,Pd4+,Al3+,Si4+,Ca2+,Ir3+
8 Mo4+,W4+,Ca2+,Ba2+,Pb2+
配位数 离子

在计算中心离子的配位数时,一般是先在配合物中确定中心离子和配位体,接着找出配位原子的数目。如果配位体是单齿的,配位体的数目就是该中心离子的配位数。例如,[Pt(NH3)4]Cl2和[Pt(NH3)2Cl2]中的中心离子都是Pt2+,而配位体前者是NH3,后者是NH3和Cl--,这些配位体都是单齿的,因此它们的配位数都是4。

如果配位体是多齿的,那么配位体的数目显然不等于中心离子的配位数(见螯合物一节)。

(四)配离子(或络离子)的电荷

配离子的电荷等于中心离子电荷与配位体电荷的代数和。

[Cu(NH3)4]2++2+4×0=+2

[Fe(CN)6]3- +3+6×(-1)=-3

[Fe(CN)6]4- +2+6×(-1)=-4

[HgI4]2- +2+4×(-1)=-2