
【化】 outer-orbital complex
besides; in addition; not closely related; other; outer; outside; unofficial
【医】 ec-; ecto-; exo-; extra-; xeno-
course; orbit; rail; track
【计】 orbiting laboratory
【化】 complex; complex compound
【医】 complex
外轨络合物(outer orbital complex)是配位化学中的重要概念,指中心金属离子使用外层轨道(如最外层的nd轨道)进行杂化并与配体成键形成的配合物。其核心特征在于中心离子的电子排布未发生重组,保留了高自旋状态。以下是详细解析:
汉英对照
轨道杂化机制
中心金属离子采用外层d轨道(如4d、5d)与s、p轨道杂化(如sp³d²杂化),而非内层(n-1)d轨道。例如,在[CoF₆]³⁻中,Co³⁺(d⁶构型)使用4d轨道形成sp³d²杂化,配体电子占据外层轨道,不扰动内层d电子。
磁性与自旋状态
因内层d电子未参与成键,通常保留未成对电子,表现为高自旋(High-Spin) 和顺磁性。磁矩公式可定量表征:
$$ mu = sqrt{n(n+2)}mu_B $$
其中 ( n ) 为未成对电子数。
配体影响
弱场配体(如F⁻、H₂O)易形成外轨络合物,因其分裂能(Δ₀)小于电子成对能(P),电子优先占据高能级eg轨道而非配对。
经典案例
特征 | 外轨络合物 | 内轨络合物 |
---|---|---|
杂化轨道 | 外层nd轨道 (如sp³d²) | 内层(n-1)d轨道 (如d²sp³) |
自旋状态 | 高自旋 | 低自旋 |
配体类型 | 弱场配体 (F⁻, H₂O) | 强场配体 (CN⁻, CO) |
磁性 | 顺磁性(多数) | 抗磁性/弱顺磁性 |
注:因术语高度专业化,建议进一步查阅权威教材或IUPAC数据库获取深度解析。
外轨络合物是络合物的一种结构类型,其核心特征与中心离子的轨道杂化方式相关。以下是详细解释:
定义与轨道杂化
外轨络合物是指中心离子(或原子)使用外层轨道(如ns、np、nd轨道)进行杂化,与配体的孤对电子形成配位键的络合物。例如,$text{[FeF}_6text{]}^{3-}$中,铁离子(Fe³⁺)采用sp³d²杂化轨道(外层4s、4p、3d轨道参与),与F⁻配体结合形成八面体结构。
稳定性特点
由于杂化轨道来自外层能级,配体与中心离子的相互作用较弱,导致外轨络合物通常稳定性较低。例如,[FeF₆]³⁻在酸性条件下容易解离。
与内轨络合物的区别
内轨络合物则利用中心离子的内层(n-1)d轨道参与杂化(如d²sp³杂化),形成更强的配位键,稳定性更高。典型例子是$text{[Fe(CN)}_6text{]}^{4-}$,其中Fe²⁺使用3d、4s、4p轨道杂化。
实验判断方法
可通过磁性测量区分两者:外轨络合物因保留较多未成对电子(如Fe³⁺在[FeF₆]³⁻中有5个未成对d电子),显示较强顺磁性;而内轨络合物因电子重排导致未成对电子减少,磁性较弱。
总结来说,外轨络合物的特性源于其杂化轨道的来源和配位键强度,这类化合物在生物化学和工业催化中具有特定应用,例如某些酶活性中心的金属离子配位结构可能采用外轨型。
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