一種共價鍵,成鍵的兩原子間共用的兩個電子不是由兩原子各提供一個,而是來自一個原子。例如,氨和三氟化硼可以形成配位化合物:
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式中→表示配位鍵。在N和B之間的一對電子來自N原子上的的孤對電子。
配位鍵是極性鍵,電子總是偏向一方,根據極性的強弱,或接近離子鍵,或接近極性共價鍵。在一些配合物中,除配體向受體提供電子形成普通配位鍵外,受體的電子也向配體轉移形成反饋配鍵,例如Ni(CO)4中CO中碳上的孤對電子向鎳原子配位形成σ配位鍵,鎳原子的d電子則反過來流向CO的空π*反鍵軌道,形成四電子三中心d-pπ鍵,就是反饋配鍵,非金屬配位化合物中也可能存在這種鍵。配位鍵可用以下三種理論來解釋:
價鍵理論 是由L.C.鮑林發展起來的。價鍵理論認為配體上的電子進入中心原子的雜化軌道。例如,鈷(Ⅲ)的配合物可用圖1表示。
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這個理論解釋瞭配合物的立體化學和磁性質,但沒有考慮激發態,也不能說明配合物的光譜等性質(見外軌配合物和內軌配合物)。
晶體場理論 將配體看作點電荷或偶極子,來考慮配體產生的靜電場對中心原子的原子軌道能級的影響。例如,把中心原子引入位於正八面體六個頂角上的六個配體中,原來五重簡並的d軌道就分裂成一組二重簡並的
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晶體場理論較合理地解釋瞭配合物的磁性質和電子光譜,是研究配位化學最重要的理論。由於隻考慮中心原子的電子結構,沒有考慮配體的結構,不適用於烯烴配合物和零價金屬配合物。
分子軌道理論 假定電子是在分子軌道中運動,應用群論或根據成鍵的基本原則(對稱性原則,能量相近原則和最大重疊原則)就可得出分子軌道能級圖。再把電子從能量最低的分子軌道開始按照泡利原理逐一填入,即得分子的電子組態。分子軌道可以近似地用原子軌道線性組合而成。分子軌道可以分為成鍵軌道和反鍵軌道。分子的鍵合程度取決於分子中成鍵電子數與反鍵電子數之差。分子軌道理論更全面地討論瞭配合物的結構,但計算工作量很大,常不得不引進各種不同程度的近似。
參考書目
戴安邦主編:《配位化學》(無機化學叢書),科學出版社,北京,1987。