首页 >
水合
✍ dations ◷ 2025-07-12 13:46:56 #水合
水配合物是指水作为配体和金属以配位键的方式结合,形成的配位化合物。许多金属盐(如硝酸盐、硫酸盐、高氯酸盐等)的溶液中,水合离子是金属离子存在的主要形式。水合离子具有z+的通式,但通常会简写为Mz+。在这类配合物中,水分子可以作为唯一的配体,但很多情况也会同时存在其它配体。许多水配合物都是八面体构型的,它们具有通式2+或3+,一些例子列入下表。少部分水配合物的配位数小于6。Pd(II)和Pt(II)形成的是平面四边形的2+配离子。三价镧系金属的水配合物可以是八或者九配位的,这源于中心金属的大体积。大约有三分之一的过渡金属(Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、W、Tc、Re、Os和Au)的水合离子很少或几乎没有报道。四价及以上的水合离子的酸性会非常强,故无法在水溶液中存在而转化为含氧酸根或酰基阳离子,例如4+是未知的,但是3+却有着多方面的表征;又如Zr(IV)的水合离子水解,按其化学计量比生成8+和对应数目的氢离子(参见氧氯化锆)而显酸性;5+是未知的,而它的共轭碱+是高度稳定的。一价离子如Cu(I)和Rh(I)很难从水中分离出水配合物,但Ag(I)可以形成四面体的+,一种罕见的四面体水配合物。一些水合离子含有金属-金属键,如4+和4+。*注:Fe3+水解后显黄色,浅紫色仅在晶体或强酸抑制水解且无干扰配体的溶液中可见。很多金属盐在固态或者溶液中都是水配合物,各种配位数的盐均是已知的。一些盐类结晶的时候会发生水合作用,在形成的水合物的结晶水中,一部分水不是配位水,而是通过非共价作用结合的,来稳定配合物的结构。水配合物有三种基本的反应:配体交换、电荷转移以及O-H键的酸碱反应。配体交换即配合物的水配体(配位数)和溶液中的水的交换,在下例中,溶液中的水用H2O*表示:如果没有同位素标记,反应级数降级,即自由能变化为零。不同离子的交换速率不同。影响交换速率的主要因素多种,如电荷,电荷多的离子交换速率慢于电荷少的离子,如+的交换速率比3+快109倍;电子构型也会影响交换速率,如3+和3+也有109倍的差距。水交换是游离-取代的过程,其速率常数表明其交换反应属于一级反应。该反应通常适用于二价和三价金属离子的相互转换,其仅涉及交换一个电子,该过程称为自交换,即表面上平衡反应中电子仅和自己交换。平衡反应的标准电极电位如下:这表明随着原子序数增加,较低氧化态的稳定性增加。锰的电对的值非常大,这是因为八面体Mn(II)的晶体场稳定化能(CFSE)为0,而Mn(III)的CFSE却有3。如果用星号(*)标记出金属离子,那么这个自交换过程可以写为:电荷转移(交换)的速率有大有小,这归因于不同的重组能量:当+2价的离子和+3价的离子在结构上差异很大时,速率通常很慢。电荷转移通过球外电荷转移(英语:outer sphere electron transfer)来完成。大多数重组能量和eg的变化有关,这对八面体配合物尤其适用。水配体和质子结合,会使金属的水配合物溶液显酸性。在稀溶液中,Cr(III)的水合离子的pKa约为4.3:因此,这个水合离子是弱酸,酸性和醋酸(pKa约为4.8)相当。Cr(III)是三价离子的典型例子。电子构型在对离子酸性的影响上有所表现,如Rh(III)比Ru(III)的电负性更小,但3+(pKa = 2.7)的酸性却强于3+(pKa =4)。这和(t2g)5Ru(III)中心稳定的π-供体羟基化合物有关。在更浓的溶液中,一些羟合的金属离子会发生缩合,即羟桥化作用(英语:olation),缩合会产生多聚物种。很多矿物就会经过这一羟桥化作用形成多聚物种。二价金属的水合离子的酸性比三价金属的要弱。对六水合的离子来说,其水解的产物的性质会有很大不同,如2+的水交换反应比3+快20000 倍。
相关
- 致幻剂迷幻剂是药理学上对迷幻药物、游离药物和谵妄药物的统称。这类精神药物产生的作用主要是使人产生幻觉,即改变人的知觉、思维、情绪以及意识。最根本的致幻剂是迷幻药物,游离药
- 重性抑郁障碍重性抑郁疾患(英语:Major depressive disorder,缩写MDD),也可简称为抑郁症,是一种精神疾患,特征为超过两周的大多数时间都抑郁不已。常常伴随着没有精神、对一般休闲活动没有兴趣、
- 弓型虫感染症弓虫症是一种由弓形虫造成的寄生虫病,成年感染一般无症状。弓虫症常会伴随持续几周或几月之久的类似于流感的症状(英语:flu-like illness),例如肌肉疼痛、淋巴结触痛。一小部分人
- 吴语字吴语字,又称吴语正字或吴语字,是一种符合吴语语法、词汇、句式,混用传统汉字和吴语汉字行文的吴语书写系统。经典吴语著作,如《海上花列传》,作者为真实展现吴语面貌,运用了大量的
- 双面真理说双面真理说(Dialetheism)是指存在双面真理(dialetheia),即命题P和~P同为真的命题。这一学说反对基于亚里士多德的无矛盾律(有时又称为矛盾律),即P∧~P必然为假的传统逻辑观。根据Gra
- 士的宁番木鳖碱(英语:Strychnine),又称番木鳖碱,马钱子碱,又译士的宁,士的年(有时被错写成土的宁),是一种剧毒的化学物质,一般用来毒杀老鼠等啮齿类动物。对人类亦有剧毒(成人的致死量约为5mg/
- Lottak-Volterra方程洛特卡-沃尔泰拉方程(Lotka-Volterra equation)别称掠食者—猎物方程。是一个二元一阶非线性微分方程组成。经常用来描述生物系统中,掠食者与猎物进行互动时的动态模型,也就是两
- 奥希替尼奥希替尼 (英语:Osimertinib,又名奥沙替尼) 是一种用于治疗非小细胞肺癌的小分子靶向抗肿瘤药物, 它由阿斯利康公司开发,为第三代表皮生长因子受体抑制剂。该药物于2017年被FDA和
- 乍得沙赫人乍得沙赫人(Sahelanthropus tchadensis),又名乍得人猿,是一种只有化石的猿,相信是生存于700万年前(7Ma)。它被称为最古老的人属祖先,是人类及黑猩猩的最近共同祖先。它是属于中新
- 木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶(英语:papain),或简称木瓜酶、木瓜酵素,又称嫩精或木瓜粉,是存在于番木瓜果实中的一种半胱氨酸蛋白酶。木瓜蛋白酶对于嫩化肉类起着重要作用,市面上更多称为松肉粉或嫩肉