1.用杂化轨道理论说明配合物的磁性和稳定性

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  • 好先来回答第一个问题

    请楼主注意配合物的磁性是指在外加磁场的影响下,物质所表现出的性质,即顺磁性或反磁性(抗磁性).而物质的磁性主要与物质中电子自旋运动有关.如果配合物中的中心原子的电子都已成对,电子自旋所产生的磁效应相互抵消,则表现出反磁性;如果配合物的中心原子有成单电子,总磁效应不能相互抵消,则为顺磁性.

    配合物的磁性强弱可用磁矩(μ)来衡量.对于配合物的中心原子,可以忽略轨道角动量,只考虑电子自旋角动量对磁矩的贡献.

    通常是利用测定配合物的磁矩来确定内轨型配合物和外轨型配合物.假定配体和外界离子的电子都已配对,则配合物的单电子数就是中心原子的单电子数.将测得的磁矩与理论值对比,确定出中心原子的单电子数n,再与成键前中心原子的单电子数比较,可判断配合物中成键轨道的杂化类型和空间构型.由此可确定配合物是内轨型还是外轨型.

    中心原子采用外层的ns、np、nd轨道进行杂化与配体成键,所形成的配合物称为外轨型配合物.这类配合物,中心原子的价电子构型在成键前后未发生变化.

    例如,形成[FeF6]3-配离子时,中心原子Fe3+在成键时,采用能量相近的外层空的4s、4p、4d轨道进行sp3d2杂化,形成6个能量相等且在空间呈正八面体分布的杂化轨道.然后,6个F-的被孤对电子占据的2p轨道沿着正八面体的6个顶点与6个sp3d2杂化轨道重叠成键(形成σ配键).

    凡是中心原子采用sp、sp2、sp3、sp3d2杂化方式成键的配合物都属于外轨型配合物.如[Ag(NH3)2]+、[CuCl3]2-、[NiCl4]3+、[Fe(H2O)6]3+ 都是外轨型配合物.

    中心原子采用内层(n-1)d轨道和外层ns、np轨道进行杂化与配体成键,所形成的配合物称为内轨型配合物.这类配合物,中心原子在与配体成键时,往往伴随着电子发生重排.

    例如,形成[Fe(CN)6]3-配离子时,由于配体CN-对中心原子Fe3+有较强烈的影响,所以当CN-接近 Fe3+时,Fe3+的价层电子发生重排,5个3d 电子重排到3个3d轨道上.然后,Fe3+的2个空的3d轨道、1个4s轨道、和3个4p轨道进行d2sp3杂化与CN-成键,故[Fe(CN)6]3-为内轨型配合物,其空间构型为正八面体.

    凡是中心原子采用dsp2、dsp3、d2sp3杂化方式与配体成键,所形成的配合物都属于内轨型配合物.如[PtCl4]2-、[Fe(CO)5]、[Fe(CN)6]4-都是内轨型配合物.