
【化】 outer-orbital complex
besides; in addition; not closely related; other; outer; outside; unofficial
【醫】 ec-; ecto-; exo-; extra-; xeno-
course; orbit; rail; track
【計】 orbiting laboratory
【化】 complex; complex compound
【醫】 complex
外軌絡合物(outer orbital complex)是配位化學中的重要概念,指中心金屬離子使用外層軌道(如最外層的nd軌道)進行雜化并與配體成鍵形成的配合物。其核心特征在于中心離子的電子排布未發生重組,保留了高自旋狀态。以下是詳細解析:
漢英對照
軌道雜化機制
中心金屬離子采用外層d軌道(如4d、5d)與s、p軌道雜化(如sp³d²雜化),而非内層(n-1)d軌道。例如,在[CoF₆]³⁻中,Co³⁺(d⁶構型)使用4d軌道形成sp³d²雜化,配體電子占據外層軌道,不擾動内層d電子。
磁性與自旋狀态
因内層d電子未參與成鍵,通常保留未成對電子,表現為高自旋(High-Spin) 和順磁性。磁矩公式可定量表征:
$$ mu = sqrt{n(n+2)}mu_B $$
其中 ( n ) 為未成對電子數。
配體影響
弱場配體(如F⁻、H₂O)易形成外軌絡合物,因其分裂能(Δ₀)小于電子成對能(P),電子優先占據高能級eg軌道而非配對。
經典案例
特征 | 外軌絡合物 | 内軌絡合物 |
---|---|---|
雜化軌道 | 外層nd軌道 (如sp³d²) | 内層(n-1)d軌道 (如d²sp³) |
自旋狀态 | 高自旋 | 低自旋 |
配體類型 | 弱場配體 (F⁻, H₂O) | 強場配體 (CN⁻, CO) |
磁性 | 順磁性(多數) | 抗磁性/弱順磁性 |
注:因術語高度專業化,建議進一步查閱權威教材或IUPAC數據庫獲取深度解析。
外軌絡合物是絡合物的一種結構類型,其核心特征與中心離子的軌道雜化方式相關。以下是詳細解釋:
定義與軌道雜化
外軌絡合物是指中心離子(或原子)使用外層軌道(如ns、np、nd軌道)進行雜化,與配體的孤對電子形成配位鍵的絡合物。例如,$text{[FeF}_6text{]}^{3-}$中,鐵離子(Fe³⁺)采用sp³d²雜化軌道(外層4s、4p、3d軌道參與),與F⁻配體結合形成八面體結構。
穩定性特點
由于雜化軌道來自外層能級,配體與中心離子的相互作用較弱,導緻外軌絡合物通常穩定性較低。例如,[FeF₆]³⁻在酸性條件下容易解離。
與内軌絡合物的區别
内軌絡合物則利用中心離子的内層(n-1)d軌道參與雜化(如d²sp³雜化),形成更強的配位鍵,穩定性更高。典型例子是$text{[Fe(CN)}_6text{]}^{4-}$,其中Fe²⁺使用3d、4s、4p軌道雜化。
實驗判斷方法
可通過磁性測量區分兩者:外軌絡合物因保留較多未成對電子(如Fe³⁺在[FeF₆]³⁻中有5個未成對d電子),顯示較強順磁性;而内軌絡合物因電子重排導緻未成對電子減少,磁性較弱。
總結來說,外軌絡合物的特性源于其雜化軌道的來源和配位鍵強度,這類化合物在生物化學和工業催化中具有特定應用,例如某些酶活性中心的金屬離子配位結構可能采用外軌型。
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