배위 화합물은 여러 리간드에 동시에 결합 된 중앙 금속 원자가있는 화학 화합물의 종류입니다. 리간드는 음이온 성 또는 중성 일 수 있으며 거의 양이온 성이 아닙니다. 그들의 결합은 본질적으로 방향성이며, 자기 및 광학 특성은 놀랍습니다. 이러한 배위 화합물의 이러한 특성은 그들의 결합 및 구조에 의해 설명 될 수있다.
고유 한 특성을 가진 여러 유형의 배위 화합물이 있습니다. 그것을 설명하는 데 도움이되는 조정 화합물과 관련하여 시간이 지남에 따라 몇 가지 이론이 제안되었습니다.
원자가 본드 이론 (VBT)
조정 화합물의 특성을 이해하려면 먼저 이러한 배위 화합물이 어떻게 형성되는지 이해해 봅시다. 원자가 결합 이론은 그들의 형성을 설명하는 데 사용될 수 있습니다.
VBT에 따라, 금속은 (N-1) D, NS, NP 또는 NS, NP, ND 궤도를 사용하여 리간드와 결합 할 수있다. 리간드는 이들 하이브리드 궤도에 전자 쌍을 기증 한 다음 팔면체, 정사각형 평면, 사면체 등과 같은 명확한 형상을 생성합니다. 금속의 이러한 빈 혼성화 된 궤도는 리간드의 궤도와 겹친다.
다음은 참조를위한 테이블입니다.
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조정 번호
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하이브리드 화의 유형
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기하학
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예
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4
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SP3
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사면체
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[NICL4] 2-
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4
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dsp2
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사각형 평면
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[NI (CN) 4] 2-
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5
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sp3d
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삼각형 비 피라미드
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pcl5
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6
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SP3D2 또는 D2SP3
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팔면체
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[Fe (CN) 6] 3-
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조정 화합물 예
특정 예를 통해 조정 화합물의 개념을 이해합시다.
조정 번호 4 :
[NICL4] 2-
의 예를 들어 보겠습니다
NI28은 [AR] 4S2 3D8
의 전자 구성을 갖는다
NI2+는 [AR] 4S0 3D8
의 전자 구성을 갖는다
D- 궤도는 10 개의 전자를 수용 할 수 있지만 NI2+에는 3D 궤도에 8 개의 전자 만 있습니다. 4S 및 4p에는 전자가 제로가 있습니다. [NICL4]에서 2- 4s 및 3 개의 4p 궤도에서 혼성화되고 4 개의 동등한 하이브리드 궤도를 형성하여 사면체 기하학을 형성한다. 4 개의 염화물 이온이 전자 밀도를 하이브리드 궤도에 기증합니다.
[NI (CN) 4] 2- 시안화물 이온의 강한 리간드 효과로 인해 3D 궤도 쌍의 2 개의 짝을 이루지 않은 전자. 이제 하나의 궤도는 비어 있습니다. 1, 3d Orbital, 1, 4S 궤도 및 2, 4p 궤도는 혼성화하고 정사각형 평면 형상과 동등한 하이브리드 DSP2 궤도를 형성합니다.
화합물이 DSP2 또는 SP3을 형성하는지 여부, 혼성화는 빈 궤도 및 리간드의 이용 가능성에 의존한다. 예를 들어, 아연은 [AR] 4S0 3D10의 전자 구성을 갖는 Zn2+ 형태로 존재한다. 4 개의 리간드와 결합 할 때 D- 궤도가 비어 있지 않기 때문에 SP3 하이브리드 화를 채택하는 것 외에는 선택의 여지가 없습니다.
그러나, 빈 D- 궤도가있을 때, 형성된 하이브리드 화의 유형은 리간드의 강도에 따라 다릅니다 (위에서 논의 된 니켈 복합체의 경우와 같이)
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조정 번호 4 :
[CO (NH3) 6] 3+
의 예를 들어 보겠습니다
CO27은 [AR] 4S2 3D7
의 전자 구성을 갖습니다
CO3+는 [AR] 4S0 3D6
의 전자 구성을 갖습니다
이 경우 암모니아 리간드는 강한 필드 리간드로서 작용하여 3D- 궤도에서 짝을 이루지 않은 전자를 짝짓기한다. 결과적으로, 2 개의 3D 궤도, 1 개의 4D 궤도 및 3 개의 4p 궤도 하이브리드 화하여 D2SP3 하이브리드 화 된 궤도를 생성합니다.
[cof6] 3-
의 예를 들어 보자
CO27은 [AR] 4S2 3D7
의 전자 구성을 갖습니다
CO3+는 [AR] 4S0 3D6
의 전자 구성을 갖습니다
불소는 약한 필드 리간드입니다. 결과적으로, 모든 3D 궤도는 점유되고 혼성화에 이용 가능하지 않습니다. 1 개의 4D 궤도, 3 개의 4p 궤도 및 2 개의 4D 궤도 하이브리드 화 하이브리드 화를 위해 불소가 전자 쌍을 전달하는 SP3D2 하이브리드 화 된 궤도를 생성합니다. 외부 궤도, 높은 스핀 및 상자성 복합체가 형성된다.
조정 화합물의 특성
주어진 배위 수의 배위 복합체가 채택 될 것이라는 혼성화는 비어있는 궤도의 이용 가능성 및 리간드의 전계 강도에 의존한다. 리간드의 전계 강도는 분광 화학 시리즈에 의해 결정됩니다.
배위 화합물의 색 및 자기 특성은 결합에 의해 예측 될 수있다. 배위 화합물은 짝을 이루지 않은 전자의 존재에 따라 디아마그네틱 또는 상자성 일 수있다.
짝을 이루지 않은 전자의 존재는 화합물을 상자성을 만듭니다 ([NICL4] 2- 및 [COF6] 3-의 경우와 같이 짝을 이루지 않은 전자가 존재하지 않으면 화합물은 동성애자입니다.
자기 모멘트를 계산하는 공식 =[n (n+1)] ½
여기서 n은 짝을 이루지 않은 전자의 수입니다.
이 장치는 BM (Bohr 's Magnetron)입니다.
다른 유형의 배위 화합물의 색상은 D → D 전이로 인해 발생합니다. 5 개의 d- 궤도는 리간드의 영향 하에서 에너지에서 동일하지 않다 (결정 필드 이론에 의해 설명 된 바와 같이). 오히려, 그것들은 3 t2g와 2 개의 궤도로 나뉩니다. 색상은 d- 궤도가 부분적으로 채워질 때만 관찰됩니다 (d1 ~ d9).
결론
VBT는 상기 조정 화합물 예에서 볼 수 있듯이 화합물의 하이브리드 화 및 기하학을 설명합니다. 배위 화합물의 자기 특성은 또한 VBT를 사용하여 설명 될 수있다. 화합물의 다른 색상의 이유를 이해하기 위해, 우리는 결정 필드 이론을 언급합니다. 주로, D → D 전자 전이는 위의 배위 화합물에서 볼 수 있듯이 화합물에 색상을 전달한다.
