配位化學:結構與異構
配位原子
配體可以是一整個分子,但其中真正與金屬接觸的只有某些特定原子。想像有人握著一根繩:繩是配體,而抓住金屬的那隻手就是配位原子。它是那對孤對電子被遞交出去所經過的具體原子。
準確地說,配位原子是配體中帶有孤對電子、並與金屬形成配位鍵的那個原子。在水中它是氧;在氨中它是氮;在氯離子中它是氯;而在一氧化碳中,也許出人意料,它是碳,而不是氧。一個帶有多個配位原子的配體可以同時通過其中不止一個來結合:乙二胺通過兩個氮配位,EDTA 通過兩個氮和四個氧配位。配位原子的身份極為重要——氮、氧、硫、磷、碳作為配位原子表現迥異,而軟硬酸鹼(HSAB)的思想解釋了哪種配位原子偏好哪種金屬(硬的氧、氮配位原子偏好小而硬的金屬離子;軟的硫、磷配位原子偏好重而軟的離子)。
指明配位原子也是化學家描述鍵合(linkage)和兩可(ambidentate)行為的方式:同一個配體有時能通過不同的配位原子結合。硫氰酸根可以通過氮配位(命名為異硫氰酸根 isothiocyanato),也可以通過硫配位(硫氰酸根 thiocyanato),得到真正不同的化合物。判明哪個原子是配位原子、共有幾個,是讀懂一個配合物結構、齒合度和異構現象的實用關鍵。
一氧化碳通過它的碳、而非氧與金屬結合——寫作 M-C-O。這正是金屬羰基化合物為 M-CO 的原因,而且在化學上說得通:碳一端帶有更可用的孤對電子,還能從金屬那裡接回電子雲密度。
一氧化碳通過碳原子配位——配位原子並不總是電負性最大的那個。
不要以為配位原子就是配體中電負性最大的那個。在 CO 中它是碳而不是氧;配位的那個原子是提供最易獲取孤對電子、軌道匹配最好的那個,而不只是吸電子最強的那個。
又稱
另見