内外轨道复合体的区别

主要区别 – 内轨道复合物与外轨道复合物

配位络合物是由不同原子或原子团包围的中心原子或离子组成的分子结构。中心原子通常是过渡金属原子。周围的原子或基团称为配体。这些配体通过配位共价键与中心原子键合。这些键是在配体的 s 和 p 分子轨道与金属原子的 d 原子轨道之间形成的。根据价键理论，金属原子的原子轨道在形成键之前会发生杂化。基于这种杂交模式的配位配合物有两种类型：内轨道配合物和外轨道配合物。这些名称是根据 d 轨道相对于金属原子 s 和 p 轨道位置的位置给出的。内外轨道复合体的主要区别在于 内轨道络合物的中心金属原子的原子轨道杂化涉及内壳层d轨道，而外轨道络合物的中心金属原子的原子轨道杂化涉及最外层的d轨道。

涵盖的关键领域

1. 什么是内轨道复合物 – 定义、结构说明 2. 什么是外轨道配合物 – 定义、结构说明 3. 内外轨道复合体有什么区别 – 主要差异的比较

关键词：配位共价键、配位配合物、杂交、内轨道配合物、配体、轨道、外轨道配合物、过渡金属、价键理论

什么是内轨道复合物

内轨道配合物是由具有杂化原子轨道的中心金属原子组成的配位化合物，所述原子轨道包括内壳的d轨道和来自外壳的s、p轨道。换句话说，这些配合物的中心金属原子使用内壳层 d 轨道进行原子轨道的杂化。因此，这些 d 轨道的能级低于 s 和 p 轨道。

内轨道络合物中金属原子最常见的杂化是 d²sp³.但是也可以有一些其他的杂交，例如 dsp².让我们考虑一个例子来理解内部轨道复合物的形成。

例子

[Co(NH₃)₆]⁺³ 复杂的

钴 (Co) 的电子构型为 [Ar]3d⁷4s².

由于NH₃ 配体不带电荷，Co原子的氧化态应为+3。

Co的电子构型⁺³ 是 [Ar]3d⁶.

为了与6个配体（NH₃)，应该杂化6个原子轨道。因此，两个 3d 轨道与一个 4s 轨道和三个 4p 轨道杂交。

由于参与杂化的 d 轨道在电子壳层 3 中，s 和 p 轨道在电子壳层 4 中，因此与该金属原子形成的配位络合物称为内轨道络合物。橙色箭头显示六个配体捐赠的六个孤电子对。

什么是外轨道复合物

外轨道配合物是由中心金属原子组成的配位化合物，该金属原子具有杂化的原子轨道，包括来自最外层的 s、p 和 d 轨道。在这里，参与杂化的所有原子轨道都处于相同的能级。由于参与这种杂化的 d 轨道位于 s 和 p 轨道之外，因此由这些金属原子形成的配合物称为外轨道配合物。

在这种类型的复合物中可以观察到的最常见的杂交是 sp³d².这可以使用如下所示的示例进行解释。

例子

[CoF₆]^-3 复杂的 是一个协调复合体。

钴 (Co) 的电子构型为 [Ar]3d⁷4s².

一个 F 原子的电荷为 -1。因此，为了平衡配合物的总电荷，Co 原子的氧化态应为 +3。

Co的电子构型⁺³ 是 [Ar]3d⁶.

为了形成配位共价键，将4s轨道、三个4p轨道和两个4d轨道杂化。

由于 4s、4p 和 4d 轨道参与杂化，来自氟离子的孤电子对被填充到这些杂化轨道中。由于 d 轨道位于 s 和 p 轨道之外，由这些金属原子形成的配合物称为外轨道配合物。

内外轨道复合体的区别

定义

内轨道复合体： 内轨道配合物是具有中心金属原子的配位化合物，该金属原子经历了包括内 d 轨道在内的原子轨道的杂化。

外轨道复合体： 外轨道配合物是具有中心金属原子的配位化合物，该金属原子经历原子轨道的杂化，包括最外层的d轨道。

最常见的杂交

内轨道复合体： 内轨道复合物中金属原子最常见的杂化是 d²sp³.

外轨道复合体： 外轨道络合物中金属原子最常见的杂化是 sp³ d².

能量水平

内轨道复合体： 在内部轨道复合物中，参与杂化的 d 轨道的能级低于 s 和 p 轨道。

外轨道复合体： 在外轨道复合物中，参与杂化的 d 轨道与 s 和 p 轨道处于相同的能级。

电子壳

内轨道复合体： 内轨道配合物由金属原子组成，这些金属原子使用内壳层 d 轨道在中心金属原子中进行杂化。

外轨道复合体： 外轨道配合物由金属原子组成，这些金属原子使用最外层的 d 轨道在中心金属原子中进行杂化。

结论

原子轨道杂化是价键理论中使用的一个概念，用于描述两个原子之间通过原子轨道重叠的键合。该理论可用于解释配位配合物中的键合。这里，根据用于中心原子杂化的d轨道的能级，配位配合物分为内轨道配合物和外轨道配合物两种类型。内外轨道配合物的主要区别在于，内轨道配合物的中心金属原子的原子轨道杂化涉及内壳层d轨道，而外轨道配合物的中心金属原子的原子轨道杂化涉及最外层d 轨道。