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1、Introduction to Transition Metal Complexes 過渡金屬錯合物之介紹,陳昕楷 49732038 陳漢文 49732037 李逸鵬 49732033,簡介,過渡金屬有許多明顯的特徵，它在無機化學中佔有一席之地，接下來我們會一一介紹其內容，以及crystal field theory(晶場理論)、ligand field theory(配位場理論) 第一個金屬錯和物普魯士藍K(Fe)2(CN)6 一般金屬，通常都是以金屬光澤為主，但是，過渡金屬卻是五彩繽紛的，科學家們對於過渡金屬有興趣的在於藉由一樣的化學組成，卻可以創造出不同的顏色 例如CrCl3 6H2O可
2、以合出紫色、灰色、和綠色,過渡金屬,通常，我們把有 “d區元素” 視為過渡元素，但這不是嚴格的定義 無機化學中，我們限制過渡元素是“該元素之離子態其d軌域上最少可以有一個電子存在，但不得填滿” 舉例來說,反觀，普通scandium(鈧)只有一個氧化態是+3價，其離子狀態的d軌域是空的，所以我們在此並沒有將鈧及Group 3的元素歸類為過渡元素，實際上，鈧的化學性質和鋁是比較接近的，有關此內容，將會在第二十三章討論,另外，我們必須考慮到d軌域全填滿的狀況下，它是不歸類於過渡金屬中 舉例來說,過渡金屬錯合物,我們很少遇到單一的過渡金屬離子，通常都是以鍵結其他離子或分子的狀態存在，我們稱之為錯合物，
3、錯合物的多樣性提昇了過渡金屬的實用價值 瑞士化學家Alfred Werner提出過渡金屬可以和特定數目的分子或離子結合，即是我們現在所熟知的“配位數”，常見的配位數是4或6 那些和過渡金屬以配位共價鍵結的方式結合的分子或離子稱為“配位基” 過渡金屬通常扮演路易士酸的角色，而配位基則是扮演路易士鹼,立體化學,過渡金屬錯合物其形狀可以有很多種，例如，在四個配位基的組合下，錯合物可以有兩種形狀，分別是正四面體和平面正方形，正四面體是第四週期的過渡元素為中心原子，而平面正方形則是以第五、第六週期的過渡元素為中心原子,五個配位基的錯合物並沒有很多，但卻是饒富有趣，五個配位基的形狀為雙三角錐和金字塔型，這
4、兩種型態的錯合物能量相差很小,最常見的，莫過於配位數是6的錯合物，如下圖所示，為正八面體,配位基,常見的配位基有中性分子 (如H2O或NH3)或陰離子(如 CN- 或 Cl-)，至少有一個原子會有一對孤對電子 H2O、 Cl- 為單牙配位基，而某些分子或離子會形成雙牙基,例如，乙二胺。,形成錯合物時，乙二胺分子會彎曲，以致兩個氮原子會和金屬(M)配位,草酸根離子C2O42-，是另一個雙牙基,多牙基 多牙基是以兩個或兩個以上的原子與過渡金屬鍵結的配位基 以多牙基所組成的錯合物供常是相當穩定的且亦稱為螯合物(Chelate),EDTA金屬錯合物,配位基氧化態,過渡金屬的另一個特徵是它們的氧化數範圍
5、很大，因此，不同大小的氧化數會影響配位基所選擇 1.中心原子為低氧化數的配位基如CO和單電子氰離子 2.中心原子為中氧化數的配位基常見的配位基歸在此區 3.中心原子為中氧化數的配位基如F、O離子,過渡金屬錯合物之同分異構物,同分異構物，在化學中是指有著相同分子式的分子，各原子間的化學鍵也常常是相同的，但是原子的排列卻是不同的。也就是說，它們有著不同的結構式,連結異構物,離子異構物,水合異構物,幾何異構物,光學異構物,結構異構物-鏈結異構物,鏈結異構物Linkage Isomer 兩個化合物其分子式一樣，但配位子與中心金屬之結合原子不同，這種異構物稱之為鏈結異構物 (NH3)5Co-ONO &
6、(NH3)5 Co-NO2,結構異構物-離子異構物,離子異構物Ionization Isomer 兩個化合物其分子式一樣，但溶於溶劑中產生不同之離子，這種異構物稱之為離子異構物 Co(NH3)5Br(SO4)Co(NH3)5BrSO4 紫红色 Co(NH3)5SO4Br 红色,結構異構物-水合異構物,水合異構物hydration Isomer 解離出不一樣數目的水分子而成的稱之為水合異構物 Cr(H2O)6Cl3 紫色 CrCl(H2O)5Cl2H2O 亮綠 CrCl2(H2O)4Cl2H2O 暗綠,立體異構物-幾何異構物,幾何異構物Geometric Isomer 兩個化合物其分子式一樣，但
7、配位子與中心金屬之結合幾何位置不同，這種異構物稱之為幾何異構物 主要出現在配位數為4的平面正方形和配位數為6的八面體結構中，以順式-反式異構體與面式(fac-)-經式(mer-)異構體的形式存在,從空間關係上考慮，順式（cis-）是指相同的配體處於鄰位，反式（trans-）是指相同的配體處於對位。八面體MA3B3的兩種異構體中，面式（fac-）或順-順式指3個A和3個B各佔八面體的三角面的頂點，經式（mer-）或順-反式是指3個A和3個B在八面體外接球的子午線上並列,立體異構物-光學異構物,光學異構物Optical Isomer 兩個化合物其分子式一樣，但其旋光性不同，這種異構物稱之為光學異構
8、物,過渡金屬錯合物命名,1.其順序主要遵循先無機後有機與先陰離子後中性分子 2.中心原子要用羅馬數字加括號寫出其氧化數 3.按字母排列 4 NH3 ammine H2O aqua CO carbonyl 5. 帶負電的配位基要把e去掉，改成o 6.,7.範例 Pt(NH3)2Cl42- diamminetetrachloroplatinate(II) Cr(H2O)5Cl2+ pentaaquachlorochromium(III),價鍵理論,價鍵理論（Valence bond theory，VB理論）是一種獲得薛定格方程近似解的處理方法，又稱為電子配對法。它是歷史上最早發展起來的化學鍵理論。價鍵理論主要描述分子中的共價鍵及共價結合 但是，價鍵理論仍有缺點，不能解釋為何電子對可以去佔據更高能量的軌域，以及無法適當的解釋金屬錯合物現象,
