配位鍵理論又叫配價鍵理論,其基本要點可歸納為三點:
1.中心離子和配位原子間是以配價鍵結(jié)合的,具有孤對電子的配位原子提供電子對,填入中心離子的外層空軌道形成配位鍵。
2.中心離子所提供的空軌道在與配位原子成鍵時必須經(jīng)雜化,形成數(shù)目相等的雜化軌道。這些雜化軌道的能量相同,而且有一定的方向性。它們分別和配位原子的孤對電子軌道在一定方向上彼此接近,發(fā)生最大的重疊而形成配位鍵,這樣就形成了各種不同的配位數(shù)和不同構(gòu)型的配合物。
3.中心離子的空軌道雜分時,若有次外層d軌道參加,則形成的配合物屬內(nèi)軌型;若均為最外層軌道參加雜化,則形成的配合物屬外軌型。內(nèi)軌型配合物的配位鍵更具有共價鍵性質(zhì)所以叫共價配鍵,外軌型配合物的配位鍵更具有離子鍵性質(zhì)所以叫電價配鍵,但本質(zhì)上兩者均屬共價鍵范疇。
例1 [Ni{CH}4]2- Ni 原子和Ni2+的價電子層結(jié)構(gòu)分別是3d84s2和3d3。
在Ni2+的外層電子中,有兩上自旋方向上相同的未成對電子,故具順磁性。但當它與四個CN-形成[Ni{CN}4]2-配合后卻具反磁性,說明配離子中已無未成對電子。配位鍵理論認為:原在3d軌道中的兩個未成對電子合并在一個3d軌道上,空出一個3d軌道和外層的一個4s軌道及二個4p軌道雜化形成四個等價的dsp2雜化軌道所構(gòu)成的配離子屬內(nèi)軌型配合物,它的磁性比簡單離子(Ni2+)的磁性小,它的外層電子結(jié)構(gòu)為:
例2 [Fe(CN)6]3- Fe原子和Fe 3+的價電子層結(jié)構(gòu)分別是3d6,4s2,3d5。
[Fe(CN)6]3-配離子中的Fe 3+在配位體CN-的影響下,把原來分布在5個3d軌道上的5個未成對電子擠到3個3d軌道上,空出2個3d軌道與外層的1個4s軌道和3個4p軌道雜化成6個等價的d2sp3雜化軌道與6個配位體CN-成鍵,形成的[Fe(CN)6]3-配離子屬內(nèi)軌型。在與離子中只有1個未成對電子,故它的磁性比Fe 3+的磁性小,它的外層電子結(jié)構(gòu)為:
例3 [FeF6]3-
當Fe 3+和6個F-形成[FeF6]3-配離子時,磁矩未變,說明配離子中仍保留有5個未成對電子。配位鍵理論認為:Fe 3+利用外層的一個4 s 軌道、3個4p軌道和2個4d軌道與6個配位體F-成鍵,故所形成的[FeF6]3-配離子屬外軌型,它的外層電子結(jié)構(gòu)為:
、僭踊螂x子的磁矩μ與原子中未成對電子數(shù)n有如下近似關(guān)系:
式中μ以玻爾磁子(BM)為單位
(1BM=eh/2m)