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配位化合物


配位化合物は、複数の配位子に同時に結合している中心金属原子がある化学化合物のクラスです。金属はルイス酸として機能し、配位子はルイス塩基として機能します。

配位子は、金属の空軌道に供与できる孤立電子対を含む分子または原子です。それらにはいくつかの用途がありますが、主なものは触媒作用です。複塩は別のクラスの化合物を形成し、配位化合物と混同されることがよくあります。複塩と配位化合物には、結合の性質から物理的および化学的特性に至るまで、大きな違いがあります。配位化合物について知っておくべきことはすべてここにあります。

配位化合物の意味

典型的な配位化合物は、配位子 (中性および陰イオン性、まれに陽イオン性) に共有結合する金属 (主に遷移金属) を持っています。それらに関連する特定の用語があり、それらの理解は配位化合物の概念を理解するために不可欠です:

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  • 配位子:配位共有結合を介して金属と結合する原子、分子、またはイオンは、配位子として知られています。ほとんどの場合、それらはルイス塩基として機能し、金属に電子密度を提供します。一般的な配位子には、CN-、NH3、H2O、Cl- などがあります。
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  • 中心原子またはイオン:配位子が結合する金属原子またはイオンは、中心原子と呼ばれます。例:K3[Fe(CN)6] では、中心イオンは Fe3+ です。
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  • 配位数:中心金属に結合した配位子の総数として定義されます。 K3[Fe(CN)6] では、中心イオンが 6 つのシアン化物イオンに直接結合しているため、この化合物の配位数は 6 になります。一般的な配位数は 4 と 6 です。
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  • デンティシティ:1 つのリガンドが複数のドナー部位または複数の電子供与基を持っている場合があります。密度とは、リガンドが持つドナー基の数を指します。リガンドは、その歯密度に基づいて次のカテゴリに分類できます:
    • 単座:配位子に 1 つのドナー部位/グループがある場合、単座と呼ばれます。例としては、Cl-、NH3 などがあります。
    • 多座:配位子に複数のドナー部位/基がある場合、多座と呼ばれます。さらに、利用可能なドナー部位の数に応じて、二座、六座などに分けることができます。エチレンジアミンは、2 つの窒素原子が金属中心に同時に電子を供与できる二座の例です。
    • 多座:配位子が複数のデンティシティを示すことができる場合、それは多座と呼ばれます。 EDTA (エチレンジアミン四酢酸) は、1 ~ 6 の範囲のさまざまな数の電子対を供与できる多座配位子の例です。
    • アンビデンテート:複数のドナー部位を持つが、一度に結合に関与できるのはそのうちの 1 つだけである配位子は、アンビデンテートと呼ばれます。

    たとえば、SCN- は、硫黄中心と窒素中心の両方から供与できるため、両座です。 NO2- は、酸素中心と窒素中心の両方から供与できるため、両座です。

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  • 配位球:金属中心と配位する配位子は、角括弧で囲まれた配位球を形成します。 K3[Fe(CN)6] では、配位圏は Fe(CN)63- によって形成されます。配位圏外の 3 つのカリウム イオンは、配位圏の 3 つの負電荷のバランスを取ります。
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  • 調整多面体:調整球には、調整多面体として知られる特定の空間ジオメトリがあります。
  • 複塩と配位複合体

    複塩は、化学量論比の 2 つの塩の組み合わせである化合物の別のクラスです。それは本質的に結晶性でイオン性です。 2 つの異なるイオン塩が同じ結晶格子に存在します。

    複塩の最も一般的な例はカリ ミョウバン (K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O) です。硫酸カリウムと硫酸アルミニウムの2つの塩で構成されています。それは 24 分子の水和物を持ち、化合物が構成要素の陽イオンと陰イオンに分解されるため、水性形態で電気の良好な伝導体です。 2 つの塩の間に強い結合はありません。

    一方、配位錯体は配位子と金属の間に強い共有結合を持っています。水中では成分に解離しません。

    ウェルナーの公準

    Werner は配位複合体に関して次の仮定を与えました:

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  • 中央の原子は一次原子価と二次原子価を示します。各金属は、両方の原子価を満たす必要があります。
  • 一次原子価は電荷を満たし、二次原子価は金属に結合した配位子の数を表します。
  • 複合体の形状は、金属の二次原子価によって決まります。
  • 結論

    リガンドは、デンティシティに応じていくつかのタイプがあります。 Werner は、その構造と結合の性質を説明するのに役立つ配位化合物に関する仮説を立てました。この記事では、配位化合物について説明し、それらに関連するさまざまな用語を定義しました。配位化合物の意味が明確になったので、配位化合物の質問に移りましょう。



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