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反馈键

/π-back bonding/
条目作者王薇

王薇

最后更新 2023-02-25
浏览 379
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中心原子π对称性轨道上的电子对进入配体π对称性的空p轨道、d轨道、π分子轨道或者π*分子轨道形成的键。σ配位键的方向相反,又称反馈π键、π反馈键,或者反馈π配位键。表示为M→L。

英文名称
π-back bonding
又称
反馈π键、π反馈键、反馈π配位键
所属学科
化学

反馈键广泛存在于π配体配合物以及π酸配体配合物中,如Ni(CO)4、[Ru(NH3)5N2]2+、[PtCl3(C2H4)]-等。

反馈键的形成要求中心原子具有一定数目的d电子,同时要求配体是π配体或者π酸配体。以[Co(CN)6]3-为例(见图),配体CN-作为电子给体向中心原子Co3+提供孤对电子形成L→Mσ配位键,Co3+具有π对称性的3d轨道与配体空的反键π*分子轨道重叠,Co3+d轨道上的电子对向CN-转移形成了反馈π配键,称为dπ→pπ反馈键。金属-不饱和烃或者金属-环多烯等π酸配体配合物同样存在反馈键,如[PtCl3(C2H4)]-中,C2H4的π电子授予到Pt2+的dsp2杂化轨道上,形成σ配位键,同时,Pt2+的d轨道与C2H4空的反键π*分子轨道重叠,形成了反馈键。

[Co(CN)6]3-中σ配位键与反馈π配位键[Co(CN)6]3-中σ配位键与反馈π配位键

反馈键的形成可解释一些负价甚至零价金属配合物的形成,如Ni(CO)4、NaCo(CO)4等。通过反馈键,中心原子上部分电子云转移到配体或者端基原子上,可减轻中心原子上过于集中的负电荷。反馈键也能解释这些配合物稳定的原因,反馈键使中心原子和配体间的键具有部分双键特征,这种协同作用使得有反馈键的原子间键能比一般只有σ配位键的原子间的键能大、键长短,从而增加了化合物的稳定性。如在Ni(CO)4中,Ni─C键长为183.8皮米,比一般估计Ni─Cσ单键键长192皮米短。反馈π键的形成,使中心原子的电子进入配体空的π*分子轨道,降低了CO的键级,削弱了C─O键级,对CO分子进行了活化。

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