
【化】 outer coordination sphere; second coordination sphere
besides; in addition; not closely related; other; outer; outside; unofficial
【医】 ec-; ecto-; exo-; extra-; xeno-
【建】 co-ordination
layer; region; stage; story; stratum; tier
【计】 layer
【医】 coat; lamella; lamellae; lamina; laminae; layer; strata; stratum
在配位化学领域,"外配位层"(outer coordination sphere)指位于配合物中心金属离子外围的离子或分子环境。该概念最早由Alfred Werner在1893年提出,用于区分直接与金属中心键合的"内配位层"(inner coordination sphere)和外围的次级作用区域。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)定义,外配位层包含通过氢键、静电作用或范德华力与内层配体发生相互作用的组分,这些组分虽然不直接参与金属配位,但显著影响配合物的溶解性、反应活性和电子传递特性。
美国化学会(ACS)研究显示,外配位层在生物无机化学中尤为重要。例如血红蛋白的氧合过程中,外层的组氨酸残基通过氢键网络调控血红素铁的可逆氧结合能力。剑桥大学2018年在《自然·化学》发表的论文证实,设计人工光合作用系统时,外配位层的水分子排列可提升光催化效率达300%。
根据《无机化学》教材(Housecroft & Sharpe, 5th ed.),外配位层的作用可量化为公式:
$$
Delta G{outer} = sum{i=1}^n frac{q_i q_j}{4piepsilon_0epsilonr r{ij}}
$$
其中$epsilonr$表示介电常数,$r{ij}$为离子间距,该公式解释了离子强度对配合物稳定性的影响机制。
“外配位层”是配位化学中的专业术语,其英文对应为outer coordination sphere 或second coordination sphere。以下是详细解释:
外配位层指在配位化合物中,围绕中心金属离子形成的第二层结构。它与直接与金属离子结合的内配位层(第一配位层)不同,通常包含与配合物整体电荷平衡的反离子、溶剂分子或其他弱结合的配体。
特征 | 内配位层 | 外配位层 |
---|---|---|
结合方式 | 直接与金属离子配位(共价/配位键) | 通过静电作用或弱相互作用结合 |
结合强度 | 较强 | 较弱 |
可替换性 | 较难被取代 | 较易被溶剂或其他离子取代 |
外配位层在催化反应、生物金属酶功能(如血红蛋白)以及材料科学中均有重要影响。例如,溶液中金属配合物的外层离子可能参与电子传递或酸碱反应。
由于当前搜索结果权威性较低,建议进一步查阅《配位化学》教材或专业数据库(如IUPAC术语表)以获取更严谨的定义和实例。
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