主   旨

主題:

錯離離子形狀

留言人:

陳育鈞
留言日期: 2000/12/29
留言內容: 為何[Ni(CN)4]2- 與[Cu(NH3)4]2+ 之幾何形狀是四方平面而[Ni(NH3)4]2+是四面體?有何理論學說可詳細完整並圓滿地解釋之.
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主題:

錯離離子形狀
回應者:

台大化學系鄭淑芬教授 

回應日期: 2001/1/2
回應內容:
決定配位化合物的幾何形狀,有兩個因素需考慮,一為『晶場論』,另一為『VSEPR』。

不同幾何形狀產生的『晶場』會造成金屬中心的3d軌域有不同的能量分裂情形。如果『晶場』造成的『晶場穩定能』使此結構能量較低,則化合物會喜歡形成此特定結構。若晶場造成的『晶場穩定能』並不會使結構的能量較低,則配位化合物的幾何形狀由『VSEPR』來決定。

以配位化合物的『晶場論』來解釋,[Cu(NH3)4]2+ 的Cu(II)是3d9, 平面四邊形的晶場, 造成五個3d軌域分裂成四個能階,由低到高是(3dxz, 3dyz), (3dz2),(3dxy),  (3dx2-y2),3d的9個電子填到(3dx2-y2)1。如此結構的能量比四面體結構穩定,所以常見的Cu(II)配位化合物是平面四邊形。

[Ni(NH3)4]2+很少見,通常Ni(II)與NH3形成八面體結構的[Ni(NH3)6]2+。Ni(II)會形成四面體結構的配位化合物通常是與Cl-, Br-等較弱晶場且較大體積的配位基鍵結時,由於這些配位基形成平面四邊形結構太擁,造成的『晶場穩定能』也不大,所以按照VSEPR理論,形成四面體結構。此外,Ni(II)若與強晶場的配位基,如:CN-,則形成平面四邊形的[Ni(CN)4]2-,顯示晶場造成的影響比VSEPR重要。