化学配位数已打印.doc

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1、配位化学中，配位数指化合物中中心原子周围的配位原子个数，此概念首先由阿尔弗雷德·维尔纳在1893年提出。配位数通常为2-8，也有高达10以上的，如铀和钍的双齿簇状硝酸根离子U(NO3)6、Th(NO3)6，及最近研究的PbHe15离子，该离子中铅的配位数至少为15。　　此概念也可延伸至任何化合物，也就是配位数等同于共价键键连数，例如，可以说甲烷中碳的配位数为4。这种说法通常不计π键。晶体学中，配位数是晶格中与某一原子相距最近的原子个数。配位数与晶体结构或晶胞类型有关，且决定原子堆积的紧密程度，体心立方晶系中原子配位数为8。最高的配位数(面心立方）为12，存在于六方紧密堆积和立方紧密堆积

2、结构中。　影响配位数的因素如下：中心原子的大小　　中心原子的最高配位数决定于它在周期表中的周次。在周期表内,第1周期元素的最高配位数为2,第2周期元素的最高配位数为4,第3周期为6,以下为8、10。最高配位数是指在配合物中,中心原子周围的最高配位原子数,实际上一般可低于最高数（表1）。由表可见，在实际中第1周期元素原子的配位数为2，第2周期不超过4。除个别例外，第3、4周期不超过6，第5、6周期为8。最常见的配位数为4和6,其次为2、5、8。配位数为奇数的通常不如偶数的普遍。中心原子的电荷　　中心原子的电荷高，配位数就大。例如,等电子系列的中心原子Ag+、Cd2+和In3+与Cl-分别

3、生成配位数为2、4和6的【AgCl2】-、【CdCl4】2-和【InCl6】3-配离子。同一元素不同氧化态的离子常具有不同的配位数,例如,二价铂离子Pt2+的配位数为4,而4价铂离子  配位数Pt4+为6。这是因为中心离子的电荷愈高,就需要愈多的配体负电荷来中和。中心原子的成键轨道性质和电子构型从价键理论的观点来说，中心原子成键轨道的性质决定配位数，而中心原子的电子构型对参与成键的杂化轨道的形成很重要,例如，Zn2+和Cu+离子的5个3d轨道是全满的,适合成键的是一个4s和3个4p轨道,经sp3杂化形成4个成键轨道，指向正四面体的四个角。　　因此，Zn2+和Cu+与CN-生成配位数为4

4、的配离子【Zn(CN)4】2-和【Cu(CN)4】3-，并且是正四面体配体的性质　　同一氧化态的金属离子的配位数不是固定不变的,还取决于配体的性质。例如，Fe3+与Cl-生成配位数为4的【FeCl4】-，而与F-则生成配位数为6的【FeF6】3-。这是因为Fe3+从每个体积较大而较易极化的Cl-接受的电荷要大于体积较小而较难极化的F-。配合物的中心原子与配体间键合的性质，对决定配位数也很重要。在含F-的配合物中，中心原子与电负性很高的F-间的键合主要是离子键。如在B3+、Fe3+和Zr4+与F-的配合物中,随着中心原子半径的增加,配位数分别为4、6和7,主要受中心原子与配体的半径比的限

5、制(表3)。很多配合物的中心原子与配体(例如CN-、NO娱、SCN-、Br-、I-、NH3和CO等)间主要形成共价键，它们的配位数决定于中心原子成键轨道的性质。　　配位场理论认为中心原子的内层轨道受周围配体的影响，也即关系到配位数。例如，Ni2+离子与H2O和NH3等具有小的相互排斥力的弱场配体，生成配位数为6的【Ni(H2O)6】2+和【Ni(NH3)6】2+等八面体配离子;与Br-和I-等具有大的相互排斥力的弱场配体则趋向于生成配位数为4的【NiBr4】2-和【NiI4】2-等正四面体配离子；与CN-等强场配体则生成配位数为4的【Ni(CN)4】2-平面正方形配离子。价电子价电子指

6、原子核外电子中能与其他原子相互作用形成化学键的电子。　　主族元素的价电子就是主族元素原子的最外层电子；过渡元素的价电子不仅是最外层电子，次外层电子及某些元素的倒数第三层电子也可成为价电子。　　价电子是原子在参与化学反应时能够用于成键的电子，是原子核外跟元素化合价有关的电子。在主族元素中，价电子数就是最外层电子数。副族元素原子的价电子，除最外层电子外，还可包括次外层电子。例如，铬的价电子层结构是3d54s1，6个价电子都可以参加成键。镧系元素还能包括外数第三层的4f电子。价电子全部参与成键，元素表现最高的正化合价；部分参加成键，就有多种化合价的特性。例如，铬元素的最高化合价是+6价，此外

7、有+5、+4、+3、+2、+1价等。在非金属的主族元素中，除了第二周期元素外，一般都有nd空轨道。当这些元素跟电负性更大的元素化合时，原先最外层上的价电子可拆开进入nd轨道中，然后通过轨道杂化使这些元素表现较高的化合价。举例1个CO2中含的价电子数为4+6×2=16个。补充价电子是最外层电子，有时也包括次外层的D电子，对于镧系元素，还有倒数第三层的F电子。