配位化学:结构与异构

配位数

/ abbreviated CN /

金属周围有多挤?任何中心金属周围只能容下一定数目的基团挤进来成键。配位数就是这些直接成键点的计数——到底有几个配位原子真正接触着金属。它就是维尔纳“副价”的现代名称。

准确地说,配位数是配合物中直接与中心金属成键的配位原子的数目。关键在于:它数的是配位原子,而不是配体。在 [Co(NH3)6]3+ 中,六个氨给出配位数 6;但在 [Co(en)3]3+ 中,三个双齿乙二胺配体同样给出配位数 6,因为每个乙二胺提供两个配位氮。最常见的数是 6(本领域的王者),其次是 4,再次是 2 和 5;更高的数如 7、8、9 出现在大金属配小配体的情形,尤其在镧系元素中。决定它的是一种平衡:小而高电荷的金属想要许多配体;庞大的配体加上小金属则只容得下少数几个。

配位数是你了解一个配合物时首先要确定的东西,因为它决定了几何构型:2 通常意味着直线形,4 意味着四面体或平面正方形,6 意味着八面体。由此再推出可能的异构体以及大量化学性质。这也是为什么同一金属在不同氧化态、或配不同配体时会呈现不同形状——配位数并非仅由金属决定。

[PtCl4]2- 和 [Co(en)3]3+ 看上去都连着几个配体,但它们的配位数不同。这里铂的配位数为 4(四个氯配位原子)。钴的配位数为 6——三个乙二胺,但每个提供两个氮配位原子,所以 3 × 2 = 6。

数配位原子,不数配体:三个双齿配体仍给出配位数六。

经典陷阱是数配体而不是配位原子。一个双齿配体给配位数贡献二,而一个 EDTA 自己就能贡献六。永远要问真正成键的原子有几个,而不是有几个分子。

又称
CN配位数目