배위화합물

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배위화합물착화합물이라고도 하며 비어있는 오비탈이 많은 중심금속 이온에 리간드의 고립전자쌍이 배위결합을 통해 형성된다. 중심금속은 주로 원자번호 21번~ 30번의 전이금속이다. 리간드는 중성분자나 이온이 될 수 있다. 중심금속은 루이스 산, 리간드는 루이스 염기로 작용한다. 착화합물인 이온인 착이온(complex ion)은 금속 이온과는 또 다른 성질을 가지는 이온이다. 착이온의 형성상수는 10의 수 제곱 정도로 매우 크기 때문에 중심금속이 단독으로 이온상태로 이온으로 있기보다 착이온을 형성하여 안정해지려 한다.

배위수[편집]

배위수란 중심금속과 리간드의 결합수 즉, 중심금속이 제공받는 비공유 전자쌍의 개수를 말한다. 배위수와 리간드의 수는 다르다. 왜냐하면 리간드 중 자신이 가진 여러개의 비공유 전자쌍이 배위결합에 참여하는 것도 있기 때문이다. 한자리 리간드에는 H2O, CN-, SCN-, 할로겐X-, NH3, NO2-, OH- 등이 있다. 두자리 리간드에는 CO32-, C2O42-, 에틸렌다이아민(Ethylenediamine) 등이 있고 여섯자리 리간드에는 EDTA(Ethylenediaminetetraacetic acid)가 있다.

킬레이트 화합물[편집]

하나의 중심금속이 고립전자쌍을 가진 원자가 2개 이상 들어있는 두자리 또는 그 이상의 리간드로 배위된 착물이다.

결정장 이론[편집]

금속과 리간드의 결합을 정전기적 인력(이온결합)으로 해석한다. 리간드의 비공유 전자쌍과 겹치는 d오비탈의 에너지 준위가 높아져 5개의 d 오비탈의 에너지 준위가 달라진다. 결정장 갈라짐 에너지는 중심금속 종류, 산화수, 리간드, 배위수 구조에 따라 달라진다. 강한장 리간드일수록 결정장 갈라짐 에너지가 크고 저스핀 화합물이 된다. 또한 중심금속이 결정장 안정화 에너지에 해당되는 에너지의 빛을 흡수하는데 이는 주로 가시광선 영역의 빛에 해당되고 따라서 착이온은 색을 띄게 된다.

착이온의 기하구조[편집]

배위수가 2일 때는 선형구조를 띄고 주로 d10의 전자배치를 가지는 금속이온에서 많이 생긴다. 배위수가 4일 때는 사각평면이나 사면체의 구조를 띄게 된다. 특히, 사각평면의 구조는 주로 d8 전자 배치를 지닌 금속이온 예를 들어, Pd2+, Pt2+에서 많이 생긴다. 사면체 구조의 착이온들은 기하이성질체가 존재할 수 없지만 광학이성질체는 가능하다. 배위수가 6인 것은 가장 흔한 착이온의 형태이고 팔면체 구조를 취한다.


참고문헌[편집]

틀:Principles Modern Chemistry 6E/Oxtoby, Gillis, Campion |isbn-13:978-89-92603-08-9