配位原子

配位原子指的是配位化合物中直接和中心原子（或離子）配位的配位體的原子。配位原子提供弧對電子被中心離子接受形成配位鍵。例F、I、Br等電負性較大的非金屬元素的原子常為配位原子。配位原子必須具有孤對電子。一個單齒配體只能提供一個配位原子，而多齒配體可有兩個或兩個以上的配位原子。

基本介紹

• 中文名：配位原子
• 外文名：ligating atom
• 條件：必須具有孤對電子
• 類型：單齒配體、多齒配體
• 釋義：直接和中心原子配位的原子
• 舉例：F、I、Br等非金屬元素的原子

配位鍵

在配離子中，中心離子與配位體之間是通過配位鍵而結合的。例如[Zn(NH₃)₄]²⁺配離子中，就是中心離子Zn²⁺接受配位體中的氮原子所給予的電子對而形成配位鍵。氨分子中的氮原子叫做配位原子或給予原子。

因此，要形成配合物必須具備兩個條件：其一是作為電子“接受”體的中心離子必須有空軌道，周期表中各類副族元素和Ⅷ族元素的離子均具有空軌道，易於接受孤對電子，因而最容易生成配合物，而在周期表兩端的元素生成配合物的能力最弱；其二是作為電子“給予”體的配位體必須具有孤對電子(指沒有被共用的電子對，也稱為未共用電子對)。

配位原子數

配離子(或配位分子)中直接與中心原子以配位鍵結合的配位原子的數目稱為配位數(coordination number)。從本質上講，配位數就是中心原子與配體形成配位鍵的數目。如果配體均為單齒配體，則中心原子的配位數與配體的數目相等。如果配體中有多齒配體，則中心原予的配位數不等於配體的數目。配位數的大小主要取決於中心原子電子層結構、空間效應和靜電作用三個因素。

分區及舉例

配位原子主要屬於化學元素周期表中右上角第15（VA）、16（VIA）、17（VIIA）類三個主族元素，外加負氫離子和碳原子，常見的是氟、氯、溴、碘、氧、硫、氮、碳八種元素。

例如，[Cu(NH₃)₄]SO₄中的配位體為NH₃分子，其中N原子直接和中心金屬離子鍵合，所以配位原子是N而不是H原子。同樣，在K₃[Co(CN^-)₅(SCN)]中配位原子是CN^- 配位體中的C原子和SCN^- 配位體中的S原子。在多齒配體中，可有兩個或兩個以上的配位原子。例如在[Co(NH₂CH₂CH₂NH₂)₃]SO₄中，乙二胺配位體中的兩個N原子均為配位原子，所以CoⅡ的配位數仍為6。

套用

高分子螯合劑

高分子螯合劑通常也稱為螫合樹脂，是一類重要的功能高分子。其特徵為高分子骨架上連線有能夠對金屬離子進行配位的螯合功能基，對多種金屬離子具有選擇性螯合作用，因此這類吸附樹脂對各種金屬離子有濃縮和富集作用。這種樹脂可以廣泛用於分析檢測、污染治理、環境保護和工業生產。此外，當螯合樹脂與特定金屬離子螯合之後，形成的高分子配合物還會出現許多有用的物理化學新性質，被廣泛作為催化劑、光敏材料和抗靜電劑。

氧為配位原子的高分子螯合劑

氧是最常見的配位原子，有6個外層電子，在通常情況下以兩個外層電子與其他原子成鍵，另外4個構成兩個孤對電子，這兩個孤對電子可以單獨形成配位鍵。氧原子存在於多種類型的配位基團內，是目前最常見的高分子配位基團。根據所含有配位基團不同進行分類，作為以氧為配位原子的高分子螯合劑主要有以下幾類：

1、醇類螯合樹脂

最常見的醇類高分子螯合樹脂為聚乙烯醇，其結構為在飽和碳鏈上每間隔一個碳原子連線一個羥基作為配位基，一般兩個相鄰的羥基與同一個中心離子配位，這樣形成配位鍵後與中心離子會形成一個六元環穩定結構。

2、β-二酮螯合樹脂

β-二酮結構是指兩個碳基之間間隔一個飽和碳原子的化學結構，其中羰基氧作為配位原子。β-二酮結構是重要的多配位基團，其中配位原子之間有三個碳原子間隔，因此在形成絡合物時也能構成六元環結構，環內張力較小。環內雙鍵的存在使形成的螯合物更穩定。

3、酚類螯合樹脂

與醇羥基相比，苯環上的酚羥基其孤對電子與苯環共軛，酸性較強，在鹼性條件下容易發生離子化。含有酚羥基的聚合物較多，包括聚苯乙烯類和環氧類樹脂等。酚羥基作為配位基團形成的絡合物也比較穩定，但是由於苯環的剛性作用，在形成多配位螯合物時對聚合物的結構有特殊要求，形成的螯合結構也比較複雜。