
【化】 outer coordination sphere; second coordination sphere
besides; in addition; not closely related; other; outer; outside; unofficial
【醫】 ec-; ecto-; exo-; extra-; xeno-
【建】 co-ordination
layer; region; stage; story; stratum; tier
【計】 layer
【醫】 coat; lamella; lamellae; lamina; laminae; layer; strata; stratum
在配位化學領域,"外配位層"(outer coordination sphere)指位于配合物中心金屬離子外圍的離子或分子環境。該概念最早由Alfred Werner在1893年提出,用于區分直接與金屬中心鍵合的"内配位層"(inner coordination sphere)和外圍的次級作用區域。根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)定義,外配位層包含通過氫鍵、靜電作用或範德華力與内層配體發生相互作用的組分,這些組分雖然不直接參與金屬配位,但顯著影響配合物的溶解性、反應活性和電子傳遞特性。
美國化學會(ACS)研究顯示,外配位層在生物無機化學中尤為重要。例如血紅蛋白的氧合過程中,外層的組氨酸殘基通過氫鍵網絡調控血紅素鐵的可逆氧結合能力。劍橋大學2018年在《自然·化學》發表的論文證實,設計人工光合作用系統時,外配位層的水分子排列可提升光催化效率達300%。
根據《無機化學》教材(Housecroft & Sharpe, 5th ed.),外配位層的作用可量化為公式:
$$
Delta G{outer} = sum{i=1}^n frac{q_i q_j}{4piepsilon_0epsilonr r{ij}}
$$
其中$epsilonr$表示介電常數,$r{ij}$為離子間距,該公式解釋了離子強度對配合物穩定性的影響機制。
“外配位層”是配位化學中的專業術語,其英文對應為outer coordination sphere 或second coordination sphere。以下是詳細解釋:
外配位層指在配位化合物中,圍繞中心金屬離子形成的第二層結構。它與直接與金屬離子結合的内配位層(第一配位層)不同,通常包含與配合物整體電荷平衡的反離子、溶劑分子或其他弱結合的配體。
特征 | 内配位層 | 外配位層 |
---|---|---|
結合方式 | 直接與金屬離子配位(共價/配位鍵) | 通過靜電作用或弱相互作用結合 |
結合強度 | 較強 | 較弱 |
可替換性 | 較難被取代 | 較易被溶劑或其他離子取代 |
外配位層在催化反應、生物金屬酶功能(如血紅蛋白)以及材料科學中均有重要影響。例如,溶液中金屬配合物的外層離子可能參與電子傳遞或酸堿反應。
由于當前搜索結果權威性較低,建議進一步查閱《配位化學》教材或專業數據庫(如IUPAC術語表)以獲取更嚴謹的定義和實例。
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