配位化合物一般指由过渡金属的原子或离子(价电子层的部分d轨道和s、p轨道是空轨道)与含有孤对电子的分子(如CO、NH3、H2O)或离子(如Cl-、CN-、NO2-等)通过配位键结合形成的化合物。
显然含有配位键的化合物就不一定是配位化合物,如硫酸及铵盐等化合物中尽管有配位键,但由于没有过渡金属的原子或离子,故它们也就不是配位化合物。当然含有过渡金属离子的化合物也不一定是配位化合物,如氯化铁、硫酸锌等化合物就不是配位化合物。
讨论经典配位化合物时,常会提到以下的术语:
配位键、配位共价键:配位化合物中存在的化学键,由一个原子提供成键的两个电子,成为电子给予体,另一个成键原子则成为电子接受体。参见酸碱反应和路易斯酸碱理论。配位单元:化合物含有配位键的一部分,可以是分子或离子。配离子:含有配位键的离子,可以是阳离子或阴离子。内界、外界:内界指配位单元,外界与内界相对。配体、配位体、配位基:提供电子对的分子或离子。配位原子:配体中,提供电子对的原子。中心原子、金属原子:一般指接受电子对的原子。配位数:中心原子周围的配位原子个数。螯合物:含有螯合配体的配合物。
此外,含有多个中心原子的配合物称为多核配合物,连接两个中心原子的配体称为桥联配体,以羟基桥联的称为羟联,以氧基桥联的称为氧联。
在配合物中,中心原子与配位体之间共享两个电子,组成的化学键称为配位键,这两个电子不是由两个原子各提供一个,而是来自配位体原子本身,例如[Cu(NH3)4]SO4中,Cu2+与NH3共享两个电子组成配位键,这两个电子都是由N原子提供的。形成配位键的条件是中心原子必须具有空轨道,而过渡金属原子最符合这一条件。 配位化合物示意图
人们很早就开始接触配位化合物,当时大多用作日常生活用途,原料也基本上是由天然取得的,比如杀菌剂胆矾和用作染料的普鲁士蓝。最早对配合物的研究开始于1798年。法国化学家塔萨厄尔首次用二价钴盐、氯化铵与氨水制备出CoCl3·6NH3,并发现铬、镍、铜、铂等金属以及Cl、H2O、CN、CO和C2H4也都可以生成类似的化合物。当时并无法解释这些化合物的成键及性质,所进行的大部分实验也只局限于配合物颜色差异的观察、水溶液可被银离子沉淀的摩尔数以及电导的测定。对于这些配合物中的成键情况,当时比较盛行的说法借用了有机化学的思想,认为这类分子为链状,只有末端的卤离子可以离解出来,而被银离子沉淀。然而这种说法很牵强,不能说明的事实很多。