配合物在溶液中的稳定性

配合物在溶液中的稳定性

【摘要】配合物在溶液中的稳定性是指配离子或分子在溶液中解离为水合金属离子和配体，当达到平衡时其解离程度的大小。稳定性是配合物在溶液中的一个重要性质,了解配合物对在溶液中的稳定性及其规律，必须从中心离子和配体的本性以及它们之间的相互作用入手。本文主要讨论中心离子性质对配合物稳定性的影响

【关键词】惰气性、d10型、d10s2型、d1-9型金属离子

1、惰气性金属离子

碱金属： Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+

碱土金属：Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+及：Al3+、Sc3+、Y3+、La3+

(1)作用力：中心原子与配体间的作用主要是静电作用。

(2)影响稳定性的因素：

中心离子的电荷和半径。中心离子的电荷越大，半径越小形成配离子越稳定。

配合物的稳定性随z2/r增大而增大

稳定性顺序为: Li>Na>K>Rb>Cs; Be>Mg>Ca>Sr>Ba

2、d10型金属离子

Cu（Ⅰ）、Ag（Ⅰ）、Au（Ⅰ） Zn（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Hg（Ⅱ）

Ga（Ⅲ）、In（Ⅲ）、Tl（Ⅲ） Ge（Ⅳ）、Sn（Ⅳ）、Pb（Ⅳ）

（1）作用力：

化学键在不同的程度上有明显的共价性。

（2）稳定性的规律：

①这种金属离子的配合物一般比电荷相同、体积相近的惰气金属离子的配合物要稳定些。

②Zn（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Hg（Ⅱ）这三种金属离子配合物的稳定性是Hg（Ⅱ）的最高。

③Zn（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的顺序不一致，在与有些配体配位时，Zn（Ⅱ）的配合物的稳定性大于Cd（Ⅱ）的配合物的稳定性，但与另一些配体配位时则出现相反的现象。

例如：Zn（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Hg（Ⅱ）与卤素离子形成的配离子时，在Cl-、Br-、I-作配体时稳定性顺序都是ZnCd

原因：由于Cl-、Br-、I-有比较明显的变形性，配离子中共价结合的成分随着Zn、Cd、Hg的顺序而增加；因此半径越大越稳定。

对于Zn（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）或Hg（Ⅱ）来说，同一元素的各种卤素离子配合物之间的稳定性， Cd（Ⅱ）和Hg（Ⅱ）的卤素离子配合物的稳定性顺序都是F-

原因：从离子极化的观点解释，随着卤素离子变形性的增加，共价性增强，从而配合物的稳定性增大；

但对Zn（Ⅱ）来说，其稳定性却是F->Cl->Br->I－，说明Zn（Ⅱ）的卤素离子配合物中以静电作用为主。

对于Zn（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）或Hg（Ⅱ）来说，同一元素的各种卤素离子配合物之间的稳定性， Cd（Ⅱ）和Hg（Ⅱ）的卤素离子配合物的稳定性顺序都是F-

原因：从离子极化的观点解释，随着卤素离子变形性的增加，共价性增强，从而配合物的稳定性增大；

但对Zn（Ⅱ）来说，其稳定性却是F->Cl->Br->I－，说明Zn（Ⅱ）的卤素离子配合物中以静电作用为主。

④d10构型的Ga（Ⅲ）、In（Ⅲ）、Tl（Ⅲ）配合物的稳定性，与锌副族的情况类似，其中Tl（Ⅲ）的配合物最稳定，Ga（Ⅲ）和In（Ⅲ）的有些配合物的稳定性顺序是Ga（Ⅲ）>In（Ⅲ），另一些配合物则是Ga（Ⅲ）

⑤d10构型的Cu（Ⅰ）、Ag（Ⅰ）、Au（Ⅰ）配合物的稳定常数数据较少，它们与氨形成配合物稳定性的顺序是Cu（Ⅰ）>Ag（Ⅰ）

⑥d10构型的Ge（Ⅳ）、Sn（Ⅳ）、Pb（Ⅳ）配合物的稳定常数数据太少，无法得出规律。

3、d10s2型金属离子

Ga（Ⅰ）、In（Ⅰ）、Tl（Ⅰ） Ge（Ⅱ）、Sn（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）

As（Ⅲ）、Sb（Ⅲ）、Bi（Ⅲ）

（1）作用力：

有一定的共价性。

（2）稳定性：

这些离子配合物的稳定性比电荷相同、半径相近的惰气型金属离子配合物的稳定性要高些。

Sn（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的配合物的稳定性在有些例子中是Sn（Ⅱ）>Pb（Ⅱ），在另一些例子中则是Sn（Ⅱ）

Tl（Ⅰ）的配合物的稳定性一般比Tl（Ⅲ）的相应配合物的稳定性低一些。

4、 d1-9型金属离子

第四周期的Mn2+（d5）、Fe2+（d6）、Co2+(d7)、Ni2+(d8)、和Cu2+(d9)等的配离子。这些离子（以及d10型的Zn2+）与几十种配体形成的配离子其稳定性顺序是：Mn2+ Zn2+ 这个顺序叫做Irving-Willing顺序。

中心原子d•电子数目的改变对稳定化能贡献大小不一。对d5（Mn2+）、d10（Zn2+）这些离子的d•壳层是半满或全满，电子云分布是球对称的,稳定化能等于0。因此这些电子组态的配合物的稳定性最差。

一般来说，同一周期价数相同的过渡金属的八面体配合物的热力学稳定性大致有下列次序：

d1d4>d5d10

根据晶体场理论，稳定性最高应在Ni2＋，而不在Cu2＋，但由于Jahn－Ｔeller 效应使Cu2+的八面体配合物产生畸变，故能级进一步分裂，因而Cu2+的配合物具有更高的稳定性。

【参考文献】:

【1】杨帆，林纪筠配位化学华东师范大学出版社2002年4月第一版

【2】游效曾,孟庆金,韩万书配位化学进展高等教育出版社 2000.8

【3】孙为银配位化学化学工业出版社 2004