Метод валентных связей. Исходные атомные орбитали должны быть гибридизованы

В комплексных соединениях координационная связь образуется вследствие перекрывания валентных вакантных атомных орбиталей комплексообразователей с заполненными валентными орбиталями лиганда. Согласно донорно-акцепторному механизму ковалентной связи: комплексообразователь – акцептор электронной пары, лиганд – донор.

Исходные атомные орбитали должны быть гибридизованы. Пространственное расположение гибридизованных орбиталей определяет геометрическое строение комплексного соединения. Важнейшие типы гибридных орбиталей и типы конфигураций представлены в табл. 11.

 

Таблица 11

 

К.Ч.	Тип гибридизации	Геометрия комплекса	Примеры
	sp	линейная	[Ag(NH3)2]+
	sp 3 dsp 2	Тетраэдр Плоский квадрат	[Ni(Cl)4]2-, Zn(OH)4]2– [Pt(Cl)4]2-, [Ni(CN)4]2-
	d 2 sp 3, sp 3 d 2	Октаэдр	[Co(NH3)6]3+, [Fe(CN)6]4–

 

Рассмотрим несколько примеров построения диаграмм комплексных ионов:

 

1) Координационное число равно 2, например: [Ag(NH₃)₂]⁺

Ag⁺ - комплексообразователь, акцептор электронной пары;

:NH₃ – лиганд, донор электронной пары. Координационное число равно двум, так как ион Ag⁺ предоставляет две вакантных гибридных
sp -орбитали для образования связи.

Схему образования комплексного иона можно представить так:

Ag⁺ … 4 d ¹⁰5 s ⁰

 

 

структура комплекса – линейная.

 

2) Координационное число равно 4, например:

а) [Zn(OH)₄]^2–

Zn²⁺ – комплексообразователь, акцептор электронной пары;

:ОН^– – лиганд, донор электронной пары.

Zn²⁺ … 3 d ¹⁰4 s ^o

 

 

структура комплекса – тетраэдр

 

 

б) [Ni(CN)₄]^2–:

Ni²⁺ – комплексообразователь, акцептор электронной пары;

CN^– – лиганд, донор электронной пары.

Ni²⁺ … 3 d ⁸4 s ^o:

 

структура комплекса – квадрат.

 

 

3) Координационное число равно 6, например:

а) [Fe(CN)₆]^4–

Fe²⁺ – комплексообразователь, акцептор электронной пары;

CN^– – лиганд, донор электронной пары;

Fe²⁺… 3 d ⁶4 s ^o

 

структура комплекса – октаэдр.

 

 

б) [FeF₆]^4–

Fe²⁺ – комплексообразователь, акцептор электронной пары;

F^– – лиганд, донор электронной пары;

Fe²⁺ … 3 d ⁶4 s ^o

 

 

структура комплекса – октаэдр.

 

Связи, образованные с участием гибридных (n -1) d ² nsnp ³-орбиталей («внутренние») прочнее, чем с участием гибридных nsnp ³ nd ²-орбиталей («внешние»).

Метод валентных связей не учитывает влияние поля лигандов на состояние электронов в центральном атоме (ионе), а также не позволяет объяснить многие физико-химические свойства комплексов, их геометрическую конфигурацию. Поэтому предложены другие методы, объясняющие свойства комплексных соединений: метод молекулярных орбиталей, теория кристаллического поля.