中心原子と中心イオン

配位化合物は、中心原子と中心イオンが複数の配位子に同時に結合している化学化合物のクラスに分類されます。

中心原子と中心イオン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。

中心原子と中心イオン

前述のように、配位化学の配位子は孤立電子対または負電荷のいずれかを持っています。したがって、それらは、金属の空軌道への寄付に利用できる過剰な電子密度を持っています。配位子が結合する金属原子は、中心原子と呼ばれます。配位子が結合する金属イオンは中心イオンと呼​​ばれます。例:K3[Fe(CN)6] では、中心イオンは Fe3+ です。これらの中心原子と中心イオンは、電子対の受容体、つまりルイス酸として機能します。

これを理解するには、遷移金属を詳細に理解する必要があります.dブロック元素は配位錯体の中心原子および中心イオンとして機能します.遷移金属は、周期表の中央に位置し、s ブロック元素から p ブロック元素への遷移、および元素の一般的な特性からそう呼ばれます。

それらは d ブロック要素です。つまり、最後の電子がシェルの d 軌道に入ります。このような要素は、各期間 (d1 から d10 まで) に 10 個あります。

3d 要素、それらの電子配置、およびそれらの一般的な酸化状態を見てみましょう:-

上の表からわかるように、遷移金属は複数の酸化状態で存在できます。この特性により、触媒は複数の酸化状態を示す必要があるため、触媒作用において非常に有用です。配位化合物では、1 つの金属が異なる酸化状態で存在できます。たとえば、K3[Fe(CN)6] では、Fe は +3 の酸化状態で存在します。 K4[Fe(CN)6] では、Fe は +2 の酸化状態で存在します。

これらの金属は、常磁性を示すことができます。また、それらは着色された複合体を形成します (配位子は縮退した d 軌道を 2 つの異なる軌道セットに分割できるため、配位子の効果により発生します)。

金属センターの担当者を見つける

dブロック要素に関しては、特定の要素の電荷は固定されていません。ナトリウム (Na) は、それが何に結合しているかに関係なく、常に Na+ (+1 酸化状態) として存在します。ただし、遷移要素については同じことが言えません。

しかし、配位錯体の形状、色、光学特性など、いくつかのことを決定するため、酸化状態を見つけることは非常に重要です。 +3 酸化状態の化合物中の鉄は常磁性の挙動を示しますが、+2 酸化状態では、化合物は反磁性でもある可能性があります。

さて、問題はそれを見つける方法です。そのためには、配位圏の電荷と配位子の電荷の寄与を知る必要があります。アンモニア、水、カルボニル、ニトロシルなどの中性配位子は、電荷の寄与がありません。電荷の寄与は、シアン化物、ハロゲン化物、酸化物、酢酸塩、シュウ酸塩、EDTA、チオシアン化物、イソシアン化物などの陰イオン配位子からのみ発生します。

電荷を見つけるには、単純な化合物と同様の方法論に従います。 [CoCl2(NH3)4]Cl の例を見てみましょう。この場合、配位圏の電荷 =+1 (配位圏の電荷のバランスをとる塩化物が 1 つあるため)。

ここで、アンモニアは中性配位子であるため、4 つのアンモニア分子からの電荷の寄与はありません。

塩化物は、-1 の電荷を持つ陰イオン配位子です。したがって、2 つの塩化物イオンの電荷 =-2.

Co (コバルト) の充電 =+1 – (-2) =+3.

結論

配位化合物を研究するには、中心原子と中心イオンを理解することが重要です。遷移金属は中心イオンを形成します。 d軌道の存在は不可欠です。顕著な特性である配位錯体の色は、遷移金属で発生する可能性がある d-d 遷移のために存在します。配位圏に存在する金属の電荷を見つけることは、錯体の特性を決定する上で最も重要です。配位圏が陰イオンの場合、つまり、配位圏に負電荷がある場合、金属イオンは命名法で接尾辞「ate」を取得します。