
【化】 inner orbital coordination compound
内轨络合物(inner orbital complex)是配位化学中的核心概念,指中心金属离子通过内层d轨道参与杂化并与配体形成配位键的化合物。其英文对应术语为“inner orbital complex”或“low-spin complex”(低自旋配合物),强调金属离子在成键过程中优先使用能量较低的内层轨道。
关键特征与机制
应用与验证
该理论由Linus Pauling的价键理论提出,在解释过渡金属配合物磁性实验中具有重要地位。现代光谱学技术(如X射线吸收光谱)可通过分析d轨道电子跃迁能级差,验证内轨络合物的轨道杂化模式。
(参考来源:国际纯粹与应用化学联合会IUPAC术语库、John Wiley《无机化学原理》、Springer《配位化学基础》)
内轨络合物是配位化合物(络合物)的一种类型,其核心特征在于中心离子或原子使用内层d轨道参与杂化并与配体形成配位键。以下是详细解释:
内轨络合物是指中心离子利用内层(n-1)d轨道与配体的孤对电子形成配位键的络合物。这类化合物通常由强场配体(如CN⁻、NO₂⁻等)与过渡金属离子结合形成,具有低自旋、高稳定性的特点。
轨道杂化方式
中心离子采用内层d轨道(如(n-1)d轨道)与ns、np轨道杂化,形成杂化轨道后与配体结合。例如Fe³⁺在[Fe(CN)₆]³⁻中采用d²sp³杂化。
配体类型
需要强场配体,这类配体对中心离子的电子排布影响较大,导致电子优先填充低能级轨道,形成低自旋结构。
稳定性
由于内层d轨道能量较低,形成的配位键键能较高,因此内轨络合物通常比外轨络合物(使用外层nd轨道杂化)更稳定。
特征 | 内轨络合物 | 外轨络合物 |
---|---|---|
杂化轨道 | (n-1)d、ns、np参与杂化 | ns、np、nd参与杂化 |
自旋状态 | 低自旋(电子成对) | 高自旋(电子单占) |
配体场强 | 强场配体(如CN⁻、CO) | 弱场配体(如F⁻、H₂O) |
稳定性 | 较高 | 较低 |
内轨络合物广泛用于催化反应(如金属有机催化剂)、生物化学(如血红蛋白中的铁配合物)以及材料科学(磁性材料制备)。
如需进一步了解具体反应机制或扩展案例,可参考化学教材中关于晶体场理论的章节。
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