配位化合物的配體交換反應
配位化合物中的配體可被其它配體所取代,稱為配體交換反應,一般反應機理為親核取代反應。以八面體配合物為例,此類反應的通式為:
式中X為被取代的配體,通常稱做離去基團;Y為取代基團,通常稱為進入基團。這類配體交換反應的速率相差很大,有些反應在10秒內就可完成,而有的反應則需要數月。對于活性的差異有一個人為的規定,認為在濃度約為0.1M,溫度25 °C時,半衰期大于一分鐘的配合物屬于所謂“惰性”配合物,反之則稱為活性配合物。
價鍵理論和配位場理論都對這類反應的速率差異做了解釋,一般存在以下的規律:
中心金屬離子電荷的增加,會使反應速率降低;
中心離子為d0、d1、d2、d9、d10構型,高自旋d5、d6、d7構型和高自旋d4構型的配合物,對于配體交換反應都是活性的;
中心離子為d3、d8構型,或低自旋的d4、d5、d6構型時,對于配體交換反應是惰性的。
此外,反應速率還與溶劑、配體的種類和排列有很大關系。
配位反應可視同路易斯酸堿理論中的酸堿反應:金屬離子為酸提供空軌道,配體提供電子對為堿,過渡金屬與配體的反應常伴隨著顏色的變化。例如,將HCl加入[Cu(NH3)4]依序產生[Cu(H2O)4](淡藍色)、[CuCl(H2O)3]、[CuCl2(H2O)2]、[CuCl3(H2O)]、[CuCl4]、[Cu(NH3)4](深藍色);再如,將過量的氨水加入[Cu(H2O)4]顏色立即由淡藍色轉變成深藍色
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