配位数(CN)怎么算?配体数与配位数的区别与计算方法

说明:本文华算科技介绍了配体数配位数(CN)的定义、区别及判断方法:配体数是配合物中与中心原子结合的配体分子总数,可直接数配体角标;配位数是中心原子结合的配位原子总数,需结合配体齿数计算单齿配体时两者相等,多齿配体时配位数大于配体数。
配位数(CN)怎么算?配体数与配位数的区别与计算方法
什么是配体数?

 

配体数指配合物中,与中心原子(或离子)结合的配体分子的总个数。可以通俗理解为中心原子周围一共围绕了多少个“独立的小团体”(分子或离子)。

怎么看:直接数配合物化学式中方括号内配体的角标数字。例如在 [Cu(NH3)4]2+ 中,配体是 NH3,数量是 4,所以配体数就是 4。

配位数(CN)怎么算?配体数与配位数的区别与计算方法
什么是配位数 (CN) ?

 

配位数指配合物中,中心原子(或离子)周围直接结合的配位原子的总数(也就是配位键的总数)。通俗理解为中心原子一共向外伸出了多少只“手”(配位键)去抓周围的配体。

怎么看:不能直接看配体的个数,必须结合配体的“齿数”来计算。

齿数即为配体能提供几个配位原子:

单齿配体:一个配体只提供 1 个配位原子(只伸出一只手),如 NH3H2OCl

多齿配体:一个配体可以提供 2 个或多个配位原子(能伸出多只手同时抓住中心原子),如乙二胺(en,双齿配体)、EDTA(六齿配体)。

只要弄懂了齿数,两者的关系就可以用一个简单的公式概括:配位数 = Σ(某种配体的个数×该配体的齿数)

当全是单齿配体时:配位数 = 配体数。(这是导致大家混淆的根源)

当存在多齿配体时:配位数 > 配体数。

配位数(CN)怎么算?配体数与配位数的区别与计算方法
配位数(CN)怎么算?配体数与配位数的区别与计算方法
实例对比

为了更直观地理解,我们来看三个典型的例子:

实例一:单齿配体 —— 银氨配离子 [Ag(NH3)2]+

中心离子Ag+

配体NH3(单齿配体,每个氨分子只通过氮原子提供1对孤电子)

配体数:2(有2个 NH3 分子)

配位数:2×1 = 2(形成了2个配位键)

结论:此时,配位数 = 配体数。

实例二:双齿配体 —— 二乙二胺合铜(II)离子 [Cu(en)2]2+

中心离子Cu2+

配体:en(乙二胺的简写,它是双齿配体,每个分子两端各有一个氨基,能提供2个氮原子进行配位)

配体数:2(有2个乙二胺分子)

配位数:2×2 = 4(每个分子伸出2只手,2个分子共形成4个配位键)

结论:此时,配位数是配体数的 2 倍。

实例三:多齿(六齿)配体 —— EDTA合钙离子 [Ca(EDTA)]2-

中心离子Ca2+

配体:EDTA(乙二胺四乙酸根,它是强大的六齿配体,一个分子就能提供2个氮原子和4个氧原子,像八爪鱼一样把中心离子包裹起来)

配体数:1(只有1个EDTA分子)

配位数:1×6 = 6(形成了6个配位键)

结论:1个配体就直接包揽了6个配位数。

配位数(CN)怎么算?配体数与配位数的区别与计算方法

 

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