什么是配位共价键？（带有示例） - 化学

甲共价坐标键或配位键是一个类型的键，其中所述附连原子用品所有的共用电子中的一个。

在简单的共价键中，每个原子向该键提供一个电子。另一方面，在配位键中，贡献电子以形成键的原子称为施主原子，而将接受电子对的原子称为受体原子（Clark，2012）。

图1：供体原子（N）和受体（H）之间的配位键表示。

配位键由一个箭头表示，该箭头从供体原子开始并在受体原子处终止（图1）。在某些情况下，供体可以是分子。

在这种情况下，分子中的一个原子可以提供电子对，这将是路易斯碱，而具有接受能力的分子将是路易斯酸（配位共价键，SF）。

配位键具有类似于简单共价键的特征。具有这类键的化合物通常具有较低的熔点和沸点，原子之间不存在库仑相互作用（与离子键不同），并且这些化合物非常易溶于水（Atkins，2017年）。

配位共价键的一些例子

配位键最常见的例子是铵离子，它是由氨分子和来自酸的质子结合而成的。

在氨中，氮原子完成八位位后具有一对孤电子。将此孤对提供给氢离子，从而使氮原子成为供体。氢原子成为受体（Schiller，SF）。

图2：水合氢离子配位键的表示。

调节键的另一个常见例子是水合氢离子的形成。与铵离子一样，水分子的自由电子对充当质子的供体，质子是受体（图2）。

但是，应该注意的是，一旦建立了配位键，所有与氧连接的氢都是完全等价的。当氢离子再次分解时，在哪个氢被释放之间没有区别。

路易斯酸碱反应的一个很好的例子是与氨的三氟化硼加合物形成反应，它说明了配位共价键的形成。

三氟化硼是在硼原子周围不具有稀有气体结构的化合物。硼在化合价壳中只有3对电子，因此BF3被认为是电子不足的。

氨氮的非共享电子对可用于克服该缺陷，并形成涉及配位键的化合物。

图3：三氟化硼分子与氨之间的加合物。

来自氮的那对电子被捐赠给硼的空p轨道。氨是路易斯碱，BF3是路易斯酸。

无机化学的一个分支专门研究形成过渡金属的化合物。这些金属通过配位键与其他原子或分子结合形成复杂的分子。

这些分子被称为配位化合物，研究它们的科学被称为配位化学。

在这种情况下，附着在金属上的物质（可能是电子供体）被称为配体，配位化合物通常被称为配合物。

配位化合物包括维生素B12，血红蛋白和叶绿素，染料和颜料等物质，以及用于制备有机物质的催化剂（Jack Halpern，2014年）。

络合物离子的一个例子是钴²⁺络合物，它是二氯胺基乙二胺钴（IV）。

配位化学源于瑞士化学家Alfred Werner的工作，他研究了氯化钴（III）和氨的各种化合物。加入盐酸后，沃纳发现无法完全除去氨。然后，他提出氨应更紧密地结合到中心钴离子上。

然而，当添加硝酸银水溶液时，形成的产物之一是固体氯化银。形成的氯化银的量与结合到氯化钴（III）上的氨分子的数量有关。

例如，当将硝酸银添加到CoCl ₃ ·6NH _3中时，所有三种氯化物都转化为氯化银。

但是，当将硝酸银添加到CoCl ₃ ·5NH _3中时，三种氯化物中只有两种形成氯化银。当用硝酸银处理CoCl ₃.4NH ₃时，三种氯化物之一沉淀为氯化银。

所得观察结果表明形成了复杂或配位化合物。在内部配位领域（在某些文本中也称为第一领域），配体直接连接到中心金属上。

在配位的外球面（有时称为第二球面）中，其他离子也附着在复合离子上。沃纳（Werner）因其配位理论而在1913年获得诺贝尔奖（配位化学简介，2017）。

这种配位理论使过渡金属具有两种化合价：一种由化合价决定，该价由金属的氧化数决定；另一种化合价称为配位数。

氧化数表明可以在金属中形成多少个共价键（例如，铁（II）生成FeO），配位数表明可以在络合物中形成多少个配位键（例如，配位数为4的铁生成^-和^2-）（配位化合物，2017）。

在钴的情况下，它的配位数为6。这就是为什么在维尔纳（Werner）的实验中，当添加硝酸银时，总能得到六配位钴留下的氯化银量。

这种化合物的配位键具有着色的特征。

实际上，它们负责与金属（红铁，蓝钴等）相关的典型着色，并且对于原子发射和吸收分光光度法测试（Skodje，SF）很重要。