配位化学理论简介
- 格式:doc
- 大小:18.00 KB
- 文档页数:2
一、价键理论:本质为共价键
这个理论统治了配合物结构这一领域达二十多年,但这个价键理论只能说明配合物在基态时的性质,而不能说明与激发态有关的性质(如配合物的各种颜色和光谱),也不能说明同一过渡金属系列中不同配合物的相对稳定性等等。
要点:配合物是通过给予体和接受体的反应而生成的, 给予体原子具有孤对电子, 它给出孤对电子进入作为配合物中心原子或离子的空轨道, 为了接受这些电子对, 中心原子的原子轨道首先要进行杂化形成一组新的具有一定方向性和对称性的等价杂化轨道, 再与配体的给予体轨道重叠形成 配键。
如果中心原子还有合适的孤对电子, 而配体又有合适的空轨道, 这时中心原子上的孤对电子将进入配体空轨道从而形成反馈的π配键。
条件:1.中心原子内外轨杂化2.配体有孤对电子3.形成配位键
特点:1解释某些过度金属配合物的磁矩
2. 解释配合物的稳定性
3. 解释某些新型配合物
4. 不足Cu(II)配合物的稳定性过度金属配离子的特征颜色
二、晶体场理论
晶体场理论是一种静电理论, 它把配合物中中心原子与配体之间的相互作用, 看作类似于离子晶体中正负离子间的相互作用。
但配体的加入, 使得中心原子五重简并的 d 轨道(见图)失去了简并性。
在一定对称性的配体静电场作用下, 五重简并的d轨道将解除简并, 分裂为两组或更多的能级组, 这种分裂将对配合物的性质产生重要影响。
晶体场理论没有考虑中心原子和配体的电子轨道的重叠。
因此,用它来说明中心原子和配体的轨道重叠得很少的配合物是比较成功的,但对于重叠得较多的配合物,晶体场理论只能看作是粗糙的近似。
另外,晶体场理论仍不能用于特殊低价和特殊高价的配合物,也不能用于羰基配合物、夹心配合物及烯烃配合物。
晶体场理论的核心是配位体的静电场与中心离子的做所引起的d轨道的分裂和d电子进入低能轨道带来的稳定化能是体系能量下降,从而产生一种附加成键作用效应。
晶体场理论的三要点: 点电荷、静电作用、轨道分裂晶体场稳定化能的大小与下列因素有关:配合物的几何构型;中心原子的d电子的数目;配体场的强弱;电子成对能。
三、静电理论
1916年,Kossel提出:假定中心原子和配体都是点电荷或偶极子,利用静电的静电公式对配合物进行定量计算。
它的优点:能够说明一些配合物、几何构型和稳定性;缺点:将中心原子和配体都看作是没有内部结构的点电荷,不能说明配合物的磁学性质和光学性质。
四、配体场理论(分子轨道理论)
分子轨道理论最初由R.S.Mulliken和F.Fund等提出,用于说明双原子分子和芳香烃的结构。
1935年Van Vleck首先用分子轨道理论方法来处理配合物的化学键问题,遵循成键三原则:能量近似、最大重叠和对称性匹配原则。
在理论上比晶体场理论等方法更为严谨,所得的结果常用来补充晶体场理论的不足。
既适当考虑中心原子与配体化学键的共价性, 又仍然采用晶体场理论的计算方法, 发展成为一种改进了的晶体场理论, 特称为配体场理论。
能够有效地组成分子轨
道的原子轨道, 应满足成键三原则:对称性匹配;能量近似;最大重叠。
五、过渡态理论
理论的要点是认为由反应物分子转变为生成物分子的过程中间,一定要经过一能级较高的过渡态(即活化络合物),故过渡态理论又称为活化络合物理论。
该理论采用理论计算的方法,由分子的振动频率、转动惯量、质量、核间距等基本参数,就能计算反应的速率系数,所以又称为绝对反应速率理论。
要点:1. 势能面的计算说明从反应物到产物的历程中经历了一个称为活化络合物的过渡态;
2. 反应物与活化络合物能按达成热力学平衡的方式处理;
3. 活化络合物通过不对称伸缩振动转化为产物,这一步转化是反应的决速步。
4. 反应体系的能量服从波尔兹曼分布。