配位鍵理論又叫配價(jià)鍵理論,其基本要點(diǎn)可歸納為三點(diǎn):
1.中心離子和配位原子間是以配價(jià)鍵結(jié)合的,具有孤對(duì)電子的配位原子提供電子對(duì),填入中心離子的外層空軌道形成配位鍵。
2.中心離子所提供的空軌道在與配位原子成鍵時(shí)必須經(jīng)雜化,形成數(shù)目相等的雜化軌道。這些雜化軌道的能量相同,而且有一定的方向性。它們分別和配位原子的孤對(duì)電子軌道在一定方向上彼此接近,發(fā)生最大的重疊而形成配位鍵,這樣就形成了各種不同的配位數(shù)和不同構(gòu)型的配合物。
3.中心離子的空軌道雜分時(shí),若有次外層d軌道參加,則形成的配合物屬內(nèi)軌型;若均為最外層軌道參加雜化,則形成的配合物屬外軌型。內(nèi)軌型配合物的配位鍵更具有共價(jià)鍵性質(zhì)所以叫共價(jià)配鍵,外軌型配合物的配位鍵更具有離子鍵性質(zhì)所以叫電價(jià)配鍵,但本質(zhì)上兩者均屬共價(jià)鍵范疇。
例1 [Ni{CH}4]2- Ni 原子和Ni2+的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)分別是3d84s2和3d3。
在Ni2+的外層電子中,有兩上自旋方向上相同的未成對(duì)電子,故具順磁性。但當(dāng)它與四個(gè)CN-形成[Ni{CN}4]2-配合后卻具反磁性,說明配離子中已無未成對(duì)電子。配位鍵理論認(rèn)為:原在3d軌道中的兩個(gè)未成對(duì)電子合并在一個(gè)3d軌道上,空出一個(gè)3d軌道和外層的一個(gè)4s軌道及二個(gè)4p軌道雜化形成四個(gè)等價(jià)的dsp2雜化軌道所構(gòu)成的配離子屬內(nèi)軌型配合物,它的磁性比簡單離子(Ni2+)的磁性小,它的外層電子結(jié)構(gòu)為:
例2 [Fe(CN)6]3- Fe原子和Fe 3+的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)分別是3d6,4s2,3d5。
[Fe(CN)6]3-配離子中的Fe 3+在配位體CN-的影響下,把原來分布在5個(gè)3d軌道上的5個(gè)未成對(duì)電子擠到3個(gè)3d軌道上,空出2個(gè)3d軌道與外層的1個(gè)4s軌道和3個(gè)4p軌道雜化成6個(gè)等價(jià)的d2sp3雜化軌道與6個(gè)配位體CN-成鍵,形成的[Fe(CN)6]3-配離子屬內(nèi)軌型。在與離子中只有1個(gè)未成對(duì)電子,故它的磁性比Fe 3+的磁性小,它的外層電子結(jié)構(gòu)為:
例3 [FeF6]3-
當(dāng)Fe 3+和6個(gè)F-形成[FeF6]3-配離子時(shí),磁矩未變,說明配離子中仍保留有5個(gè)未成對(duì)電子。配位鍵理論認(rèn)為:Fe 3+利用外層的一個(gè)4 s 軌道、3個(gè)4p軌道和2個(gè)4d軌道與6個(gè)配位體F-成鍵,故所形成的[FeF6]3-配離子屬外軌型,它的外層電子結(jié)構(gòu)為:
、僭踊螂x子的磁矩μ與原子中未成對(duì)電子數(shù)n有如下近似關(guān)系:
式中μ以玻爾磁子(BM)為單位
。1BM=eh/2m)