配位键,又称配位共价键,或简称配键,是一种特殊的共价键。它的特点在于共用的一对电子不是由两个成键原子各提供一个,而是由其中一个原子独自提供,另一个原子则提供空轨道来接纳这对电子。因此,配位键的形成涉及到一个原子有孤对电子(即未成对的电子),而另一个原子有空轨道可以接纳这对电子。
配位键的形成条件如下:
中心原子或离子:
必须具有能接受电子对的空轨道。
配位体:
组成配位体的原子必须能提供配对的孤对电子。
当路易斯碱(提供孤对电子的化合物)与路易斯酸(提供空轨道的化合物)反应时,就会形成配位键。例如,氨(NH3)和三氟化硼(BF3)可以形成固体NH3BF3,其中氨分子中的氮原子提供孤对电子给三氟化硼分子中的硼原子,形成配位键。
在配位化合物中,配位键的形成使得原本普通的共价键具有了新的特性。例如,在配合物中,由电负性小的元素原子向电负性大的元素原子提供孤对电子形成配位键时,前者显示正价态,后者显示负价态;反之,由电负性大的元素原子提供孤对电子时,两种元素都无价态变化。
配位键可用价键理论、反馈键理论和分子轨道理论来解释。在价键理论中,配体上的电子进入中心原子的杂化轨道;在反馈键理论中,受体的电子也可以向配体转移形成反馈配键;在分子轨道理论中,配位键的形成涉及分子轨道的叠加和电子的重新分布。
总结来说,配位键是一种特殊的共价键,其关键在于共用电子对由一个原子提供,另一个原子提供空轨道。这种键在化学中有广泛的应用,特别是在配合物化学中,研究配位键的形成和性质是配位化学的重要内容。