配位键和配位化合物

AgCl 是一种难溶于水的白色沉淀，每 100g H 2O 中可以溶解 1.35×10-4g AgCl，因此常利用 Cl-与 Ag+生成 AgCl 沉淀反应去检出 Ag+或 Cl-。AgCl 既不溶于强酸，也不溶于强碱，却易溶于氨水，这是因为 Ag+和 NH3 可以形成可溶性的[Ag（NH3）2]+：

AgCl+2NH3·H2O [Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O

[Ag（NH3）2]+叫银氨络离子或配离子，其中 Ag+和 NH3 用配位键相结合， 这类化合物叫配位化合物，简称配合物，也叫络合物。周期表里 d 区和 f 区金属元素都容易形成配合物，特别是金属和有机分子形成的配位化合物，普遍存在于各种体系中。生物化学、催化、分析化学等领域都在广泛研究各类配位化合物的合成、结构和性质。配位化合物有何特征？配位键与共价键有何异同？

配位化合物是一类比较复杂的分子间化合物，其中含有一个复杂离子， 它是一个稳定的结构单元，可以存在于晶体中，也可以存在于溶液中，可以是正离子，也可以是负离子。例如：

CuSO4+4NH3 [Cu(NH3)4]SO4 [Cu(NH3)4]2++SO42- 3NaF+AlF3 Na3[AlF6] 3Na++[AlF6]3-

在[Cu（NH3）4]2+中的 4 个 NH3 分子位于同一平面上，以正四边形的方位与 Cu2+结合，其中 Cu2+位于四边形的中心位置，叫中心体；NH3 分子位于四边形的顶角，叫配位体；有 4 个 NH3 与 Cu2+相配，因此 Cu2+的配位数为 4； 整个离子叫内界，用方括号括在一起；SO42-则为外界。

Cu2+和 NH3 之间的结合力与共价键略有不同，叫配位键，现以此为例说明配位键的本质。基态 Cu 的外层电子结构是 3d104s1，失电子成 Cu2+后为 3d9， 其中有 1 个 3d 电子被激发到 4p 轨道之后，能量相近的 1 个 3d，1 个 4s 和 2 个 4p 轨道杂化形成 4 个能量相等的 dsp2 杂化轨道，这是 4 个空轨道。

NH3 分子中 N 原子的 4 个 sp3 杂化轨道上有 3 个未成对电子，可以和 3 个H 形成 N－H 键，此外还有一对未成键的孤对电子，它们恰好与 Cu2+的 dsp2

杂化空轨道相结合形成配位键。Cu 与 N 之间也共用了一对电子，但这对电子是由 N 提供的，而 Cu 则提供了空轨道，我们用 N→Cu 表示，箭头指向具有空轨道的原子，以便与共价键的短线区别。总之，一个原子有杂化空轨道，另一个原子有孤对电子，两者可结合，借这类结合形成的化学键称为配位键。[AlF6]3-中的情况也差不多。Al 是中心体，F-是配位体，配位数为 6，内

界带负电荷，配离子为负 3 价，外界是 3 个 Na+。[AlF6]3-为正八面体结构， Al 位于八面体中心，6 个 F-位于八面体的顶点，这 6 个 F→Al 配位键是等长的，其中 4 个 F-位于同一平面正四边形的顶角，另外 2 个分别位于四边形的上方与下方，这 6 个 F-形成的八面犹如一个网兜将 Al3+装在八面体的中心。这类化合物形象地也叫络合物，“络”字的含义就是指网络或网袋的意思。

d 区元素和 f 区元素有足够的 d 轨道和能量相近的 s 轨道、p 轨道进行杂化，提供若干空轨道；多种负离子或中性分子（可以是简单的无机分子，也可以是很复杂的的有机分子）中有未成键的孤对电子，这两类原子容易以配位键相结合形成配位化合物。这类化合物品种繁多，结构复杂，用途广泛， 是现代无机化学的重要研究领域。