絡合反應

絡合反應

絡合(Complexation)是電子對給予體與電子接受體,互相作用而形成各種絡合物的過程。給予體有原子或離子,不論構成單質或化合物,凡能提供電子對的物質,接受體有金屬離子和有機化合物。分子或者離子與金屬離子結合,形成很穩定的新的離子的過程就叫絡合反應,也成配位反應。

基本介紹

  • 中文名:絡合反應
  • 外文名:ComplexationReaction
  • 別稱:配位反應
  • 解釋:分子或者離子與金屬離子結合
  • 生成物:絡合物
  • 套用:醫學、化工等
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釋義

由一個正離子或原子和一定數目的中性分子或負離子以配位鍵結合形成的,能穩定存在的複雜離子或分子叫絡離子。含有絡離子的化合物叫絡合物,這種有絡離子或絡分子生成的反應叫絡合反應。

實質

絡合反應實質上是一個或幾個溶劑分子被其它基團所取代的過程,因此,水溶液中金屬離子的絡合作用可用下面的方程式表示:
M(H2O)n+L=M(H2O)n-1L+H2O
式中,L可以是分子,也可以是帶電的離子。絡合物中未被取代的水基團可被其它L基團繼續取代,直至生成絡合物MLn為止。凡是與中心離子相結合的一切基團,統稱為配位體。嚴格地說,通常用符號Mv+來表示溶液中的金屬離子是不確切的,因為沒有考慮到離子周圍的溶劑分子。如果準確知道與金屬離子相結合的水基團數目,那么,以符號M(H2O)nv+來表示就比較恰當,不過,應當注意,完全水合的離子形式一般是很少採用的。
按照經典的阿累尼烏斯(Arrhenius)理論,幾乎一切鹽類都不能完全離解,即只有很少幾種水合金屬離子完全沒有與陰離子形成絡合物的趨勢。僅有鹼金屬鹼土金屬的離子常會以完全水合的離子形式存在。它們只有與絡合能力很強的絡合劑乙二胺四乙酸(EDTA)反應時,才會形成絡合物。一般說來,其它各族金屬的鹽類,都不能完全離解為水合金屬離子陰離子

配位體

配位體指的是晶體中與某一原子最近鄰的質點數目,其大小取決於離子半徑之比。在許多情況下,這兩種配位數相同,但是也不盡然。配位體中僅有一處與金屬離子結合的,就叫做一價配位體(或稱為單齒配位體)。水、氨和鹵離子都屬於一價配位體。凡是含有兩個或多個結合中心(即給予體基團)的有機分子或離子,都能從金屬離子周圍取代兩個或多個水合分子或者其它一價配位基團。這樣的配位體,分別叫做二價、三價、四價、五價和六價配位體等,或統稱為多價配位體。

絡合物

絡合物又稱配位化合物。凡是由兩個或兩個以上含有孤對電子(或π鍵)的分子或離子作配位體,與具有空的價電子軌道的中心原子或離子結合而成的結構單元稱絡合單元,帶有電荷的絡合單元稱絡離子。電中性的絡合單元或絡離子與相反電荷的離子組成的化合物都稱為絡合物。習慣上有時也把絡離子稱為絡合物。隨著絡合化學的不斷發展,絡合物的範圍也不斷擴大,把NH4+、SO42- 、MnO42-等也列入絡合物的範圍,這可稱作廣義的絡合物。一般情況下,絡合物可分為以下幾類:⑴單核絡合物,在1箇中心離子(或原子)周圍有規律地分布著一定數量的配位體,如硫酸四氨合銅[Cu(NH3)4]SO4、六氰合鐵(Ⅱ)酸鉀K4[Fe(CN)6]、四羰基鎳Ni(CO)4等,這種絡合物一般無環狀結構。⑵螯合物(又稱內絡合物),由中心離子(或原子)和多齒配位體絡合形成具有環狀結構的絡合物,如二氨基乙酸合銅。螯合物中一般以五元環或六元環為穩定。⑶其它特殊絡合物,主要有:多核絡合物(含兩個或兩個以上的中心離子或原子),多酸型絡合物,分子氮絡合物,π-酸配位體絡合物,π-絡合物等。

套用

EDTA(乙二胺四乙酸二鈉鹽)是最常用的螯合劑,它能同許多金屬離子形成穩定的絡合物,並且絡合摩爾比均為1:1,因此在分析化學等許多領域得到套用。除將EDTA用於絡合滴定外,在比色分析中也常用到絡合反應。在循環冷卻水處理中,有許多水處理藥劑的作用原理就是與水中的一些易於結垢的金屬離子進行絡合(或螯合)的。另外,臨床常利用絡合劑的絡合反應進行解毒治療。

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