反位影响
/ trans influence /
两个人各拉一根绳子的两端,进行一场拔河:一方拉得越猛,另一方能抓的绳子就越少。配合物里的金属原子有点像这根绳子。一侧成键很强的配体,会把金属的成键能力往自己这边拽,使正对面那一侧的键变得更弱、更长。反位影响指的正是这种——强成键配体对其反位键的基态削弱。
与关乎反应速率的反位效应不同,反位影响是一种静态的、热力学的、基态的性质——你在分子静止不动、还没发生任何反应时就能看到它。它表现为:正对着强 sigma 给体那一侧,金属–配体键明显变长,以及那根反位键的谱学信号发生移动(比如核磁共振中较小的金属–配体偶合常数)。其成因是对同一个金属轨道的争夺:一个配体和它的反位搭档都想用金属那条沿它们共同轴线指出去的轨道来成键。强 sigma 给体独占了那条轨道,于是反位搭档分到的份额变弱、键变长。反位影响的次序大体跟随 sigma 给体强度:氢化物、烷基和膦较强,而卤离子和胺较弱。
反位影响与反位效应容易混淆,因为它们既重叠、又共用「反位」二字,但它们确实是不同的概念。反位影响是热力学的、结构的(基态键有多强、多长),反位效应是动力学的(取代发生得有多快)。对 sigma 给体配体而言,二者步调一致,因为一个在基态削弱反位键的配体,往往也使那根键更容易断。但对 CO、乙烯这类 pi 接受体,二者就分道扬镳了:它们是强大的反位效应导向基,因为能稳定过渡态,可它们对基态键只施加不大的反位影响。
在 trans-[PtHCl(PEt3)2] 中,强 sigma 给体的氢化物把它反位的 Pt-Cl 键拉长,比氯位于弱给体对面时更长——这是反位影响的结构指纹。
静止分子中那根明显更长的反位键,正是把结构性的反位影响与动力学的反位效应区分开来的标志。
反位影响(基态、热力学)与反位效应(过渡态、动力学)在 sigma 给体上一致,但在 pi 接受体上分歧。CO 与乙烯是强反位效应导向基,却只施加中等的反位影响,这正证明二者并非同一回事。