配位化合物的应用

由一系列阴离子或中性分子通过配位共价键与中心原子连接而成的化合物称为配位化合物。配位化合物也称为配位化合物。配体是与中心原子键合的分子或离子（也称为络合剂）。

配位化合物

配位化合物是属于复杂化合物类的一类化合物。这是由于与这些分子有关的化学性质。过渡金属具有生成配位络合物的独特能力。这是因为高荷质比和 d 轨道的可用性。

配位化学的发展产生了我们在各个领域使用的各种复杂化学品。配位化学品广泛用于各个领域。这些包括命名一些，采矿和冶金，医学等等。

配位化合物的例子

配位复合物存在于许多生物物质中。有许多额外的配位分子在生物过程中起关键作用。在这些生理活动中，身体会制造和消耗大量复杂的化学物质。植物的光合作用需要叶绿素。这种叶绿素是镁和卟啉的组合。在我们体内催化生物过程的许多酶都是配位复合物。羧肽酶就是这样一个例子。它是一种配位分子，也起酶的作用。它需要催化消化过程。

配位化合物的性质

1. 在其电子跃迁中吸收光的不成对电子的存在使过渡元素产生的配位化合物着色。含铁 (II) 的配合物可能呈绿色或淡绿色，而含铁 (III) 的配位化合物则呈棕色或黄棕色。
2. 由于存在不成对电子，当配位中心为金属时，相关配位配合物字符磁性。
3. 配位化合物具有广泛的化学反应性。它们可以参与内球和外球电子转移反应。
4. 含有某些配体的复杂化合物具有催化或化学计量帮助分子转变的能力。

维尔纳的配位化合物理论

Werner 于 1893 年发展了一种理论来解释配位分子中键合的结构、产生和性质。 Werner 的配位化合物理论就是这个假设的名称。维尔纳作为第一位无机化学家于 1913 年获得诺贝尔化学奖。他研究了从氯化钴和氨的相互作用中衍生的各种复杂化学物质。配位化合物的核心金属有两个化合价。

1. 初级价态：初级价态是金属在形成 NaCl、CuSO ₄等简单盐时表现出的价态。按照目前的说法，它表示金属的氧化数。例如，CoCl ₃中Co的主要化合价为3，氧化态为+3。主要价态存在电离性。这些都超出了合作范围。这些是非定向的，不提供任何形状的复杂化合物。 [Co(NH ₃ ) ₆ ]Cl ₃ ，3个主化合价，+3氧化态。
2. 二级化合价：金属的二级化合价由负离子或中性分子或两者决定。按照目前的说法，它表示金属的配位数。在配位范围内，写入次要化合价。这些都是有针对性的，并赋予复杂的几何形状。这些不能被电离。 [Co(NH ₃ ) ₆ ]是一个例子。 Cl ₃的配位数为 6。

配位化合物的重要性

配位化合物，如FeCl ₄ ^-离子，因其含有与过渡金属连接或配位的离子或分子而得名，因为它们是路易斯酸碱配合物，故又称为络合离子或配位配合物。配体是与过渡金属离子结合以产生这些复合物的离子或分子。配位数是连接到过渡金属离子的配体数。配位络合物是具有化学结构的一类化学物质中的任何一种，其中中心金属原子被与其化学连接的非金属原子或原子团（称为配体）包围。配位化合物包括维生素 B12、血红蛋白和叶绿素，以及染料和颜料，以及用于合成有机分子的催化剂。

配位化合物的应用

1. 颜色分配给配位化合物。因此，它们在需要鲜艳色彩的企业中占有广泛的地位。酞菁是一种广泛用于染料和颜料工业的配位化合物。他们用它把织物染成特定的颜色。
2. 一些氰化物用于在表面电镀保护层。有一些配合物在摄影中使用配位化学物质。
3. EDTA 是我们用来确定水硬度的另一种复杂化学物质。配位化合物也可以用作催化剂，这是它们的众多应用之一。如今，它们在聚合物行业也越来越受欢迎。
4. 如今，在从矿石中提取金属的过程中，配位化合物的概念被过于频繁地使用。镍和钴的提取需要大量利用这些化学品。这些金属是通过需要大量复杂离子的湿法冶金技术回收的。
5. 随着越来越多的配位化学品被合成，科学家和工程师现在有大量的可能性来改进和优化需要它们的过程。
6. 血红蛋白由具有四吡咯卟啉环结构的血红素络合物离子和核心Fe ²⁺离子组成。维生素 B12 由具有核心 Co ⁺³离子的四吡咯卟啉环络合物组成，配位数为 6。
7. 顺铂是一种用于治疗癌症的化疗药物。
8. 齐格勒-纳塔催化剂是四氯化钛和三乙基铝的混合物，用于乙烯聚合。
9. 络合金属催化剂用于烯烃的氢化。
10. 配合物的形成对于使用定性研究方法识别和分离大多数无机离子至关重要。当硫酸铜溶液与氨水结合时，会生成一种深蓝色的水溶性络合物。该反应用于确定盐中铜离子的存在。

示例问题

问题1：为什么我们在提取冶金中使用配位化合物来分离金属？

回答：

These compounds are commonly used in the separation of metals during the extractive metallurgy process. This is due to the fact that these complex ions have the unique property of selective precipitation and solubility.

问题2：螯合效应是什么意思？

回答：

A five or six membered ring is created when a bidentate or polydentate ligand has donor atoms that are positioned in such a way that when they coordinate with the central metal ion. This is known as the Chelate effect. As a result, the complex’s stability improves.

问题3：为什么四面体配合物高自旋？

回答：

Because of the narrow splitting energy gap, electrons are not compelled to pair, resulting in a significant number of unpaired electrons, i.e. high spin.

问题 4：解释为什么镍不会形成低自旋八面体配合物。

回答：

Even with a high field ligand, electron pairing does not occur in octahedral complexes, hence Ni does not form low spin octahedral complexes.

问题5：什么是几何异构？

回答：

Geometric isomerism refers to the isomerism that occurs in hetroleptic complexes as a result of different conceivable geometric configurations of the ligands.

问题 6：什么是协调实体？

回答：

The coordination entity is formed when the core metal atom is surrounded by ligands or ions and forms a complex.

问题 7：什么是连锁异构？

回答：

This isomerism occurs in coordination compounds containing ambidentate ligands. For example, in the thiocyanate ligand NCS^–, this ligand can be linked to the central metal atom via the sulphur or nitrogen side, resulting in two linkage isomers.