金属配合物是一个金属原子与几个配体形成的化合物,二十世纪八十年代以来,合成出一类化合物--由几个金属原子轨道相互重叠形成多面体骨架结构,每个金属原子还带有配体,这样的化合物称金属原子簇化合物。
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金属多面体骨架多取四面体、八面体如Co4(CO)12、,也有蝶形、锥形、三棱柱等其它构型。现介绍电子计数法可用18电子规则来推测金属原子簇合物的骨架构型。
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1. 骨架多面体与金属键轨道
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根据拓扑学,n个金属原子可形成封闭的几何图形与相应的金属轨道数如下:
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4个M: |
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5个M:
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6个M:
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2.电子计数法:
过渡金属原子(M)有九个价轨道(五个d轨道,三个p轨道,一个s轨道),在化合物中每个M周围可容纳18个电子达到稳定结构。在含n个金属原子的多核原子簇合物中,除金属原子本身的价电子和配体提供的电子外,金属-金属间还互相提供电子形成金属键。形成的金属键个数用b表示,则
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g为价电子总数,包括n个金属原子的价电子,所有配体提供的电子(CO提供两个电子),簇合物所带电荷数,有时还包括嵌在金属原子簇骨架中的H或C原子的价电子。现举Co4(CO)12为例说明:
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即四个Co原子形成六个金属键轨道,几何构型应为四面体骨架。又如 :
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价电子总数包括六个Rh的价电子,15个羧基提供的电子,Rh6骨架中C的四个价电子和簇合物带的二价负电荷,总计为90个电子
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六个Rh之间形成九个金属键,该金属簇合物的骨架结构为三棱柱。
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