维尔纳的配位化合物理论

配位化合物是由一系列阴离子或中性分子组成的化合物，这些阴离子或中性分子通过配位共价键与中心原子相连。配位化合物也称为配位化合物。与中心原子相连的分子或离子称为配体（也称为络合剂）。

金属络合物是以金属元素为中心原子的配位化合物。在这种类型的配位化合物中，中心原子通常是过渡元素。需要注意的是，配位中心是这些配合物中的中心原子。

配位化合物的性质

1. 由于未配对电子在其电子跃迁期间吸收光，因此过渡元素配位化合物是有色的。例如，铁 (II) 配合物可以是绿色或淡绿色，而铁 (III) 配位化合物是棕色或黄棕色。
2. 当配位中心是金属时，由于存在不成对电子，得到的配位配合物具有磁性。
3. 配位分子的化学反应性各不相同。它们具有参与内球和外球电子转移反应的能力。
4. 具有特定配体的复杂化合物具有催化或化学计量辅助分子转变的能力。

复盐

在水溶液中，复盐是完全可电离的，溶液中的每个离子都提供相应的确认测试。例如，钾明矾是一种双硫酸盐。 K ₂ SO ₄是化学式。当Al ₂ (SO ₄ ) ₃ .24H ₂ O 电离时，它会产生K ⁺ 、SO ₂ ^-4和Al ⁺³离子，它们对测试有反应。

协调复合体

在水溶液中，配位络合物只能部分电离。这些会产生未完全电离的肤色。亚铁氰化钾就是一个例子。 [K ₄ Fe(CN) ₆ ]。 K ⁺和[Fe(CN) ₆ ] ^4- [亚铁氰化物离子]在离子化时形成。

配位化合物的应用

如前一章所述，配位化合物的独特特性使其在各种工艺和行业中特别有用。下面列出了其中一些配位化合物的应用。

1. 由于含有过渡金属的配位化合物的颜色，它们在工业中被广泛用于材料着色。在染料和颜料工业中，它们被使用。
2. 在电镀过程中，使用了一些以氰化物为配体的复杂分子。这些化学物质在摄影领域也是有益的。
3. 许多金属可以通过使用配位化合物从矿石中提取出来。例如，镍和钴可以通过使用配位络合物离子的湿法冶金程序从它们的矿石中回收。

维尔纳的配位化合物理论

Werner 于 1893 年发表了一项理论，解释了配位分子中键合的结构、产生和性质。这个概念被称为维尔纳的配位化合物理论。维尔纳是第一位获得 1913 年诺贝尔化学奖的无机化学家。他研究了由氯化钴和氨反应产生的各种复杂化学物质。

维尔纳理论的假设

配位化合物的核心金属有两种化合价：一级价和二级价。

主要化合价

金属在生产简单盐时表现出的化合价称为初级化合价。 CoCl ₃ 、NaCl、CuSO ₄和其他盐是示例。在现代术语中，它指的是金属的氧化数。例如，在 CoCl ₃中，Co 的主要化合价为 3，氧化态为 +3。类似地，NaCl中Na的氧化态为+1，而CuSO ₄中Cu的氧化态为+2。主要价态的电离是可能的。这些是非定向的，并且不为复杂的化合物提供任何几何形状，因为它们是在配位范围之外编写的。 [Co(NH ₃ ) ₆ ]Cl ₃ ，氧化态+3，初级价数3。

次要价

1. 负离子、中性分子或两者都用于提供金属的二级价态。
2. 在当前术语中，它指的是金属的配位数。
3. 次要化合价写在配位范围内。
4. 这些都是有针对性的，并提供了复杂的定义几何。
5. 它们没有被电离。

维尔纳理论的局限性

1. 它不能解释所有元素未能产生配位化合物。
2. Werner 的配位理论无法解释核心金属原子与配体之间的键合性质。
3. 当次价为 4 时，Werner 的配位理论无法描述复杂的几何形状。
4. Werner 的假设解释了配位化合物的一些特征，但没有解释它们的颜色或磁性。

示例问题

问题 1：Werner 理论的局限性是什么？

回答：

Werner was unable to describe the coordinate compound’s colour. He couldn’t explain coordination compounds’ magnetic and optical properties.

问题 2：根据 Werner 的主要化合价是多少？

回答：

The valencies that a metal exhibits in the production of simple salts are known as primary valencies. It represents the metal’s oxidation condition. They’re ionisable and can be written outside of the coordination sphere.

问题3：配位化合物有哪些应用和重要性？

回答：

Plants, minerals, and other organisms contain coordination chemicals. They’re widely employed in the metallurgy and analytical chemistry industries. The following are some of the most important applications of coordination chemicals.

1. To determine the hardness of water, coordination chemicals are utilised.
2. Catalysts made of coordination compounds are used in a variety of industrial operations.
3. In the extraction of metals such as gold and silver, coordination compounds are commonly used.
4. Coordination molecules in chemistry are also important in biological systems. Chlorophyll (photosynthesis pigment) and magnesium coordination molecule, for example.

问题4：什么是复盐？

回答：

In aqueous solutions, double salts are totally ionizable, and each ion in the solution delivers the corresponding confirmatory test.

问题 5：什么是协调复合体？

回答：

In aqueous solutions, coordinate complexes are only partially ionizable. These produce a complexion that isn’t completely ionised.

问题 6：Werner 是如何首先解释配合物中的键合的？

回答：

Werner was the first to propose proper structures for complex ion coordination compounds in which neutral or anionic ligands surround a core transition metal atom. Werner postulated the structure [Co(NH₃)₆]Cl₃, which has the Co³⁺ ion at the vertices of an octahedron surrounded by six NH₃.

问题7：为什么配位化合物有颜色？

回答：

When ligands form a coordination complex with a transition metal, electrons in the d orbitals split into high energy and low energy orbitals. In this process, some wavelengths are absorbed, subtractive colour mixing happens, and the coordination complex solution becomes coloured.