配合物结构

配合物结构是指其原子在分子或配合物中，配位基与原子配体之几何型态。

简介配合物结构是指其原子在分子或配合物中，中心原子的分子或离子完全或部分由配位键结合形成的几何形态。配位基的几何型态排列会因配位基之数目及其与中心原子键结之型式而改变。金属中心的氧化状态也会改变其配位的喜好。金属中心所配位之配位基数目可从二个至十五个之多。

例子八面体结构是一个常见的配位几何结构，六个配位基以对称分布配位在金属上，如果将各配位基以直线相连，就形成一八面体的形状。其他常见的配位几何例子，如四面体结构及平面四边形结构。

晶体场理论可被用来解释化合物之不同配位结构的相对稳定性及其是否具有顺磁特性。

结构构型配位化合物的构型由配位数所决定，也就是化合物中心原子周围的配位原子个数。配位数与金属离子和配体的半径、电荷数和电子构型有关，一般在2-9之间，镧系元素和锕系元素的配合物中常会出现10以上的配位数。

把围绕中心原子的配位原子看作点，以线连接各点，就得到配位多面体。

五配位中，常常涉及到三角双锥和四方锥两种构型的互变，因此，很大一部分五配位化合物的结构是介于这两个结构之间的一种中间结构。六配位的化合物除极其常见的八面体外，也有可能是三角棱柱结构，例如单核配合物[Re(S2C2Ph2)3]即属于这一类。七配位中，配合物还可能是单帽八面体或单帽三角棱柱体结构。

更高配位数的化合物中，八配位的可以是四方反棱柱体、十二面体、立方体、双帽三角棱柱体或六角双锥结构；九配位的可以是三帽三角棱柱体或单帽四方反棱柱体结构；十配位的可以是双帽四方反棱柱体或双帽十二面体结构；十一配位的化合物很少，可能是单帽五角棱柱体或单帽五角反棱柱体；十二配位的如[Ce(NO3)6]，为理想的二十面体；十四配位的为双帽六角反棱柱体。再高的配位数非常罕见，如最近研究的PbHe15，该离子中铅的配位数至少为15。1

以上只是配合物构型的理想情况。实际中的配合物结构常会发生畸变，原因可能是位阻效应、电子效应（参见姜-泰勒效应）或配体种类的缘故等。

异构现象异构现象是配合物具有的重要性质之一。它不仅影响配合物的物理和化学性质，而且与其稳定性、反应性和生物活性也有密切关系。重要的配合物异构现象包括立体异构和结构异构。

立体异构立体异构是化学式和原子排列次序都相同，仅原子在空间排列不同的异构现象。立体异构主要分为几何异构和光学异构。

几何异构几何异构是组成相同的配合物的不同配体在空间几何排列不同而致的异构现象，主要出现在配位数为4的平面正方形和配位数为6的八面体结构中，以顺式-反式异构体与面式-经式异构体的形式存在。

从空间关系上考虑，顺式（cis-）是指相同的配体处于邻位，反式（trans-）是指相同的配体处于对位。八面体[MA3B3]的两种异构体中，面式（fac-）或顺-顺式指3个A和3个B各占八面体的三角面的顶点，经式（mer-）或顺-反式是指3个A和3个B在八面体外接球的子午线上并列。

不对称双齿配体的平面正方形配合物[M(AB)2]也有可能有几何异构现象，结构类似于上面的顺铂。

多核配合物也有几何异构现象。例如，Pt(II)的双核配合物[Pt2(PPr3)2(SEt)2Cl2]的顺反异构体都已制得，且室温下其苯溶液都是稳定的。但反式在热的或冷的苯溶液中加入痕量三丙基膦作催化剂就能完全转变为顺式。

光学异构光学异构是立体异构的另一种形式，两种光学异构体会使平面偏振光发生等量但不同方向的偏转，因此又称旋光异构或对映异构。大多数配合物在溶液中都会逐渐失去旋光性，这一过程称为消旋作用。根据具体情况的不同，消旋机理可能是分子间或分子内的。

最简单的配合物光学异构体为四面体型，中心原子与四个不同的基团相连，分子不能与镜像重合。例如[Be(C6H5COCHCOCH3)2]。而对于八面体构型的配合物而言，光学异构主要发生在以下几种情况下：

[M(AA)3]型，如三-(草酸根)合铬(III)、[Co{(OH)2Co(NH3)4}3]Cl6(第一个制得的具有旋光性且不含碳的化合物—Hexol)。

[M(AA)2X2]型，如[Rh(en)2Cl2]。

[M(AB)3]型，如[Co(gly)3]。

[M(AA)B2X2]型，如[Co(en)(NH3)2Cl2]。

涉及多齿配体，如[Co(edta)]。

结构异构结构异构是化学式相同，但原子排列次序不同的异构体，主要可分为以下几类：

键合异构：配体通过不同的配位原子与中心原子配位。配体称作两可配体，此类配体含有两个以上含孤对电子的原子，可分别与中心原子配位。常见的两可配体有：NO2、SCN和CN。

构型异构：配合物可以采取一种以上的构型。比如[NiCl2(Ph2PCH2Ph)2]可分别呈四面体和平面四边形构型。常见的构型异构有五配位化合物三角双锥和四方锥构型之间的异构，以及八配位化合物十二面体和四方反棱柱体构型之间的异构。

配位体异构：互为同分异构体的配体所形成的类似配合物，如1,3-二氨基丙烷与1,2-二氨基丙烷分别形成的钴配合物[Co(H2N-CH2-CH2-CH2-NH2)Cl2]、[Co(H2N-CH2-CH(-NH2)-CH3)Cl2]。

离子异构：配合物有相同分子式但不同的配位阴离子，因此水溶液中产生的离子不同，如[Co(NH3)5SO4]Br和[Co(NH3)5Br]SO4。

溶剂合异构：配合物中水所处的位置不同，有内界与外界的差异，例如[Co(H2O)6]Cl3和[Cr(H2O)5Cl]Cl·H2O。

配位异构：阳离子和阴离子都是配离子，且配体可以互相交换成分。例子有：[Co(NH3)6][Cr(CN)6]和[Cr(NH3)6][Co(CN)6]、[Cr(NH3)6][Cr(SCN)6]和[Cr(SCN)2(NH3)4][Cr(SCN)4(NH3)2]，以及[Pt(NH3)4][PtCl6]和Pt(NH3)4Cl2][PtCl4]。

聚合异构：是配位异构的一种，用以表示配合物相对分子质量上的倍数关系，与聚合反应中的“聚合”并不类同。例如，[Co(NH3)6][Co(NO2)6]可看作[Co(NH3)3(NO2)3]的二聚体。

配位场理论配位场理论（英语：Ligand field theory）是晶体场理论和分子轨道理论的结合，用以解释配位化合物中的成键情况。与晶体场理论不同的是，配位场理论考虑配体与中心原子之间一定程度的共价键合，可以解释晶体场理论无法解释的光谱化学序列等现象。一般LFT选取的模型都为八面体构型，即六个配体沿坐标轴正负指向中心原子，以方便理解。

配合物配位化合物（英语：coordination complex），简称配合物，又称为络合物、络盐、复合物，包含由中心原子或离子与几个配体分子或离子以配位键相结合而形成的复杂分子或离子，通常称为“配位单元”。凡是含有配位单元的化合物都称做配位化合物。研究配合物的化学分支称为配位化学。

配合物是化合物中较大的一个子类别，广泛应用于日常生活、工业生产及生命科学中，近些年来的发展尤其迅速。它不仅与无机化合物、有机金属化合物相关联，并且与现今化学前沿的原子簇化学、配位催化及分子生物学都有很大的重叠。

分子结构分子结构，或称分子立体结构、分子形状、分子几何、分子几何构型，建立在光谱学数据之上，用以描述分子中原子的三维排列方式。分子结构在很大程度上影响了化学物质的反应性、极性、相态、颜色、磁性和生物活性。

分子结构最好在接近绝对零度的温度下测定，因为随着温度升高，分子转动也增加。量子力学和半实验的分子模拟计算可以得出分子形状，固态分子的结构也可通过X射线晶体学测定。体积较大的分子通常以多个稳定的构象存在，势能面中这些构象之间的能垒较高。

分子结构涉及原子在空间中的位置，与键结的化学键种类有关，包括键长、键角以及相邻三个键之间的二面角。

参见分子结构

配位场理论

配位化学

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学