VSEPR理论,vsepr理论的主要内容

首页 > 影视动漫 > 作者:YD1662023-07-30 18:04:33

本文来自*X-MOLNews

1893年,瑞士苏黎世大学的Alfred Werner教授预测六配位过渡金属配合物的结构为平面六边形(hexagonal planar)、三棱柱(trigonal prism)和八面体(octahedron)(图1)。20年后,Werner教授因提出无机化合物分子的三维构型获得1913年诺贝尔化学奖。事实上,各类物质的结构都直接影响其物理性质以及化学活性,即结构决定性质。

VSEPR理论,vsepr理论的主要内容(1)

图1. Alfred Werner教授的分子结构预测。图片来源:nobelprize.org

1957年,时任英国伦敦大学学院教授的Ronald Gillespie和Ronald S. Nyholm具体阐释了简单分子和离子的结构与中心原子的价层电子对数量的相关性。这项理论就是我们熟知的价层电子对互斥理论(valence shell electron pair repulsion theory, VSEPR theory)。对于具有六对成键电子、无非键电子对的单核金属配位化合物,理论预测构型为八面体或三棱柱。历时一个多世纪的研究并没有证实存在六配位平面六边形结构的单核配合物(图1,左)。前期研究显示这种六边形构型极为少见,仅存在于凝聚态金属相、配位聚合物以及过渡金属团簇中。

直到近期,英国帝国理工学院Mark R. Crimmin博士(图2)课题组终于做出突破,首次分离和表征了单核六配位平面六边形钯配合物,这意味着一个多世纪前Werner教授预测的终结,相关成果发表于Nature

VSEPR理论,vsepr理论的主要内容(2)

图2. Mark R. Crimmin博士。图片来源:Imperial College London

如果MH6七个原子均位于一个平面,那么会有两种极端成键模式(图3):(1)H和H之间以σ键连(即形成H2分子),过渡金属M同时和三个σ键相互作用,M和H2配体形成平面三角形。(2)H和H之间不存在σ键,过渡金属M和六个氢负离子配体成键,M和H形成平面六边形。然而,第二种情况下,金属中心需要维持高的氧化态,并且六个强σ供体配体均位于赤道面内,致使这种平面六边形的成键模式可能性极低。作者推测如果选用σ供体配体和σ受体配体相互交错围绕在金属中心,由于配体和配体之间的弱相互作用,这种排列既可以保持平面六边形的结构,也可以稳定高氧化态的金属中心。

VSEPR理论,vsepr理论的主要内容(3)

图3. 平面型MH6的两种极端成键模式。图片来源:Nature

早期的研究表明分子氢化镁和氢化锌可以和过渡金属发生配位作用,同时[M]-H键发生断裂(M = Mg或Zn),形成H-和[M] 取代基,正好满足σ供体和σ受体配体。作者利用两种钯的前体化合物和分子([Mg]-H)2二聚体发生化学反应,成功制备了本文的亮点化合物1a(图4)。

VSEPR理论,vsepr理论的主要内容(4)

首页 123下一页

栏目热文

文档排行

本站推荐

Copyright © 2018 - 2021 www.yd166.com., All Rights Reserved.