配位
配位是指原子或原子团被中心原子所吸引的现象,这一现象最初由维尔纳提出。配位的概念认为化学亲和力在空间各个方向上的作用是相同的,每个原子趋向于均匀地被其他原子或原子团包围。
历史沿革
配位化合物的历史可以追溯到1704年,当时德国涂料工人发现了普鲁士蓝这种无机化合物颜料。然而,对配位聚合物的系统研究始于1893年,瑞士化学家A. Werner首次从立体角度出发,提出了配位理论的学说。此后,多位科学家的理论和实验工作极大地丰富了配位化学的研究理论,推动了该领域的蓬勃发展。
结构及性质
研究概况
配位聚合物的研究始于1798年,法国化学家Tassert对黄色氯化钴的研究。1893年,A. Werner提出的配位理论为配位化合物的发展奠定了理论基础。此后,一系列开创性的理论和实验研究工作,如Lewis的共价键理论、Sidgwick的有效原子序数法则、Bethe的晶体场理论、Van Vleck的配位场理论、Pauling的价键理论、Pauson和Miller合成的二茂铁、Wilkinson和Fisher确定的二茂铁结构、Natta和Ziegler发现的金属烯烃催化剂、Eigen的快速反应、Taube的金属配位化合物电子转移机理、Lehn和Cram以及Pedersen的超分子化学概念等,极大地丰富了配位化合物的研究理论,促进了该领域的繁荣发展。
分类
配位聚合物的种类丰富多样,可以根据金属中心离子的不同进行分类,如过渡金属配合物、稀土金属配合物、碱金属配合物和碱土金属配合物等。此外,还可以根据配位聚合物所含有机配体的配位原子进行分类,主要包括含氧类配体、含氮类配体以及含硫磷类配体等。近年来,Robson教授和Kitagawa分别提出了新的分类方法,前者根据聚合物框架结构的不同将其分为三类,后者则将多孔配位聚合物材料划分为三代。
合成结构性质
方法及影响
配位聚合物的合成方法多种多样,常用的方法包括溶液结晶法、扩散法、水热/溶剂热法等。在实际操作中,常采用水热或溶剂热法,因为这种方法不受许多条件的限制。影响配位聚合物合成的因素包括有机配体和金属盐的摩尔比、反离子、模板剂、酸碱度、温度、反应时间、降温幅度、所用溶剂等。这些因素可能导致独特结构的产生。
应用
配位聚合物是一种新型的功能化分子材料,因其骨架结构的可裁性和易功能化特性而备受关注。这类材料兼具无机化合物金属离子和有机配体的特性,有可能展现出无机化合物和有机化合物都不具备的新性能。配位聚合物的研究涵盖了化学界的多个学科领域,对基本概念和基础理论的发展具有重要指导意义,同时也具有潜在的应用价值。
参考资料
2024年高二化学教案 选择性必修2(配人教版)章末整合素养提升.pdf.原创力文档.2024-10-23
请问配位键中的配体、受体、中心原子的定义是什么?在有关配位键的知识中,还涉及到其他什么名词?.请问配位键中的配体、受体、中心原子的定义是什么?在有关配位键的知识中,还涉及到其他什么名词?.2024-10-23
配合物或晶体中配位数概念与判断.化学自习室.2024-10-23