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共同物或晶體中一個微粒范圍邇來鄰的微粒數(shù)稱為配位數(shù)。配位數(shù)這個觀念生存于配位化學(xué)和晶體學(xué)中,設(shè)置有所各別。共同物中的配位數(shù)是指徑直同重心離子(或亞原子)配位的亞原子數(shù)量。晶體學(xué)中的配位數(shù)是指晶體中一個亞原子范圍與其等隔絕的邇來鄰的亞原子數(shù)量。離子晶體中的配位數(shù)是指一個離子范圍邇來的異電性離子數(shù)量。高級中學(xué)階段確定共同物或晶體中配位數(shù)的本領(lǐng)可作如次總結(jié)。
一、百般典范共同物中配位數(shù)的確定
1.配位數(shù)不妨同等于重心離子(或亞原子)與配位亞原子產(chǎn)生的配位鍵鍵數(shù),也不妨同等于配位體的數(shù)量。
如[Ag(NH3)2]NO3、[Ag(CN)2]-、[Cu(NH3)4]SO4、[Cu(H2O)4]2+、
[Zn(NH3)4]2+、[Zn(CN)4]2-、K3[Fe(SCN)6]、[Fe(CN)6]3-、[FeF6]3-等共同物或配離子中的重心離子與配位體的數(shù)量以及配位亞原子產(chǎn)生的配位鍵鍵數(shù)均十分,個中Ag+離子的配位數(shù)為2,Cu2+離子與Zn2+離子的配位數(shù)均為4,F(xiàn)e3+離子的配位數(shù)為6。
普遍順序:普遍共同物的配位數(shù)不妨按重心離子電荷數(shù)的二倍來計劃。
又如Ni(CO)4、Fe(CO)5、Cr(CO)6等羰基復(fù)合物中Ni、Fe 、Cr亞原子的配位數(shù)辨別為4、5、6。[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl第22中學(xué)Co2+離子與Cr3+離子的配位數(shù)均為6。
證明:羰基復(fù)合物中的重心亞原子呈電中性,該類共同物的配位數(shù)由化學(xué)式徑直確定。Co2+離子與Cr3+離子的電荷數(shù)辨別為2、3,但配位數(shù)都是6。以是,共同物的配位數(shù)不確定按重心離子(或亞原子)的電荷數(shù)確定。
2.當(dāng)重心離子(或亞原子)與多基配體共同時,配位數(shù)不妨同等于配位亞原子的數(shù)量,但不是配位體的數(shù)量。
如[Cu(en)2]中的en是乙二胺(NH2CH2CH2NH2)的簡寫,屬于雙基配體,每個乙二胺分子有2個N 亞原子與Cu2+離子配位,故Cu2+離子的配位數(shù)是4而不是2。
3.當(dāng)重心離子(或亞原子)同聲以共價鍵與配位鍵貫串時,配位數(shù)不即是配位鍵的鍵數(shù)。
如[BF4]-、[B(OH)4]-、[AlCl4]-、[Al(OH)4]-等配離子中,B、Al亞原子均缺電子,它們產(chǎn)生的化學(xué)鍵,既有共價鍵,又有配位鍵,配位數(shù)與配位鍵的鍵數(shù)不十分,配位數(shù)均為4。
又如Al2Cl6(如次左圖所示)中Al亞原子的配位數(shù)為4。
再如酞菁鈷的構(gòu)造(如次右圖所示),鈷離子的配位數(shù)為4。
4.當(dāng)重心離子(或亞原子)與各別量的配位體共同時,其配位數(shù)為不決定。
如硫氰合鐵絡(luò)離子跟著配離子SCN-濃淡的增大,重心離子Fe3+ 與SCN- 不妨產(chǎn)生配位數(shù)為1~6的共同物:[Fe(SCN-)n]3-n (n=1~6)。
提防:重心離子的配位數(shù)幾何與重心離子和配體的本質(zhì)(如電荷數(shù)、體積巨細、電子層構(gòu)造等)以及它們之間彼此感化、共同物的產(chǎn)生前提(如濃淡、溫度等)相關(guān)。共同物的配位數(shù)由1到14,個中最罕見的配位數(shù)為4和6。
二、百般典范晶體中配位數(shù)的確定
1.最密積聚晶體的配位數(shù)均為12。
如非金屬晶體中的兩種最密積聚:面心立方最密積聚A1、六方最密積聚A3。
面心立方最密積聚A1(如圖所示),
典范代辦Cu、Ag、Au,因范圍的亞原子都與該亞原子產(chǎn)生非金屬鍵,以正方體的面心亞原子領(lǐng)會,上、中、基層各有4個配位亞原子,故配位數(shù)為12。
六方最密積聚A3(如圖所示),
典范代辦Mg、Zn、Ti,因范圍的亞原子都與該亞原子產(chǎn)生非金屬鍵,以六方晶胞的面心亞原子領(lǐng)會,上、中、基層辨別有3、6、3個配位亞原子,故配位數(shù)為12。
又如分子晶體中的干冰(如次圖所示),
以正方體的面心CO2分子領(lǐng)會,上、中、基層各有4個CO2分子,故配位數(shù)為12。
2.體心立方積聚晶體的配位數(shù)為8。
如非金屬晶體中的體心立方積聚A2(如圖所示),
典范代辦Na、K、Fe,因正方體8個極點的亞原子都與體心亞原子產(chǎn)生非金屬鍵,故配位數(shù)為8。
又如CsCl型離子晶體(如次所示),
CsCl晶體中,每個離子被處在正方體8個極點帶差異電荷的離子掩蓋,Cl-離子和Cs+離子的配位數(shù)都為8?;蛞源笳襟w的面心Cs+離子領(lǐng)會,上、基層各有4個Cl-離子,配位數(shù)為8。
提防:每個Cl-(Cs+)離子范圍等距且緊鄰的Cl-(Cs+)在左右、安排、前后各2個,共6個,這不是真實的配位數(shù)。由于是同電性離子。
3.面心立方積聚晶體的配位數(shù)為6。
如NaCl型離子晶體(如次所示),
NaCl晶體中,每個離子被處在正八面體6個極點帶差異電荷的離子掩蓋,Cl-離子和Na+離子的配位數(shù)都為6。
提防:每個Cl-(Na+)離子范圍等距且緊鄰的Cl-(Na+)在上、中、基層4個,共12個,這不是真實的配位數(shù)。由于是同電性離子。
又如非金屬晶體中的大略立方積聚(如圖所示),
Po晶體中,正方體坐落1個極點亞原子的左右、前后、安排各有2個亞原子與其產(chǎn)生非金屬鍵,配位數(shù)為6。
4.配位數(shù)為4的幾種晶體。
如ZnS型離子晶體(如次圖所示),
ZnS晶體中的S2-離子和Zn2+離子陳設(shè)一致NaCl型,但彼此交叉的場所各別,使S2-、Zn2+離子的配位數(shù)不是6,而是4。簡直可將圖示平分秋色為8個小正方體,個中體心有4個S2-離子,每個S2-離子居于Zn2+離子圍成的正四周體重心,故S2-離子的配位數(shù)是4。以大正方體的面心Zn2+離子領(lǐng)會,上、基層各有2個S2-離子,故Zn2+離子的配位數(shù)為4。Zn2+離子的配位數(shù)不易查看,亦可運用ZnS的化學(xué)式中的離子比為1∶1,推知Zn2+離子的配位數(shù)為4。
又如金剛石、碳化硅等亞原子晶體(如圖所示),
與ZnS型離子晶體一致情景,配位數(shù)均為4。二氧化硅亞原子晶體中,Si與O亞原子產(chǎn)生的是硅氧四周體(圖示略),Si的配位數(shù)為4,而SiO2的亞原子比為1∶2,故O的配位數(shù)是2。
再如CaF2型離子晶體(如次圖所示),
F-和Ca2+離子的配位數(shù)辨別4和8。簡直領(lǐng)會:每個F-離子居于Ca2+離子圍成的正四周體重心,故F-離子的配位數(shù)是4。以大正方體的面心Ca2+離子領(lǐng)會,上、基層各有4個F-離子,故Ca2+離子的配位數(shù)為8。亦可運用CaF2的化學(xué)式中的離子比為1∶2,推知Ca2+離子的配位數(shù)是8。
還如在砷化鎵晶胞構(gòu)造(如圖所示),
小黑點為鎵亞原子,其配位數(shù)為4,砷化鎵亞原子比為1∶1,故As亞原子的配位數(shù)也是4。
5.配位數(shù)為3的層狀晶體。
如石墨或六方氮化硼等。
6.鏈狀構(gòu)造的配位數(shù)為2。
如硫酸氧鈦晶體中陽離子為鏈狀會合情勢的離子,構(gòu)造如圖所示。Ti、O亞原子的配位數(shù)均為2。
提防:因為晶體構(gòu)造對稱性聯(lián)系,晶體中不大概有11、10、9、7、5的配位數(shù)。晶體中最高配位數(shù)為12。
三、運用
氯化亞銅晶體構(gòu)造為金剛石型,如圖所示,
個中Cu、Cl亞原子的配位數(shù)均為4。氧化亞銅的晶胞如次中圖所示,
Cu、O亞原子的配位數(shù)辨別為2、4。
FeO晶胞構(gòu)造如次右圖所示,
個中O2-、Fe2+離子的配位數(shù)為6。
氮化鋁的晶胞如次左圖所示,
N、Al亞原子的配位數(shù)均為4。
鑭、鉻的復(fù)合氧化學(xué)物理晶胞構(gòu)造如次圖所示,
個中Cr的配位數(shù)為6。
TiO2的晶胞如次圖所示,
可先求坐落體心鈦亞原子的配位數(shù)為6,而后由化學(xué)式TiO2的亞原子比為1∶2,推知O亞原子的配位數(shù)是3。
鋇鈦礦的晶體構(gòu)造如次圖所示,
Ba2+的氧配位數(shù)是12,Ti4+的氧配位數(shù)是6,O2-的Ba2+配位數(shù)是4,Ti4+配位數(shù)是2。
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