背景及概述

五氨絡(luò)物氯化鈷(III)，標(biāo)準化學(xué)名稱為氯化五氨合鈷 (Ⅲ)，分子式 [Co (NH?)?] Cl?，是經(jīng)典的八面體構(gòu)型過渡金屬配位化合物，也是無機配位化學(xué)教學(xué)與科研中極具代表性的鈷氨配合物，常被用于配位鍵、異構(gòu)現(xiàn)象、晶體場理論相關(guān)研究。

特性

五氨絡(luò)物氯化鈷(III)外觀為紫紅色晶體，易溶于水，難溶于乙醇、丙酮等有機溶劑，水溶液呈弱酸性。中心金屬離子為三價鈷 Co3?，配體包含五個氨分子與一個氯離子，形成六配位八面體結(jié)構(gòu)，氨分子作為強場配體，使鈷離子電子發(fā)生低自旋排布，造就其特征紫紅色。晶體結(jié)構(gòu)中，配離子 [Co (NH?)?Cl]2?與游離氯離子依靠離子鍵結(jié)合，受熱時會逐步失去氨配體，高溫下完全分解，釋放氨氣并生成氯化鈷。

圖1 五氨絡(luò)物氯化鈷(III)性狀圖

制備

以二氯化鈷為原料，在氨水、氯化銨體系中經(jīng)空氣或過氧化氫氧化，將 Co2?氧化為 Co3?，再通過濃縮、冷卻結(jié)晶得到產(chǎn)物五氨絡(luò)物氯化鈷(III)。制備過程中需控制氨水用量，若氨過量易生成六氨合氯化鈷副產(chǎn)物，因此氯化銨緩沖體系是獲得純五氨合鈷配合物的關(guān)鍵。該物質(zhì)存在典型的電離異構(gòu)特性，水溶液電離出兩個氯離子，加入硝酸銀可即時生成氯化銀沉淀，而配位在中心鈷上的氯原子無法快速電離，以此可區(qū)分配位氯與游離氯，是鑒別內(nèi)界、外界離子的經(jīng)典實驗。

應(yīng)用

五氨絡(luò)物氯化鈷(III) 是驗證晶體場穩(wěn)定化能、配體取代反應(yīng)動力學(xué)的標(biāo)準模型[1]。其配體取代反應(yīng)速率穩(wěn)定，常被用于測定氨、鹵素配體的交換活化能；同時可衍生制備多種鈷系功能配合物，拓展催化、染料領(lǐng)域應(yīng)用。五氨絡(luò)物氯化鈷(III)作為中間體合成鈷基催化劑、金屬表面處理藥劑，也用于電化學(xué)鈷鍍層的前驅(qū)體原料。

作為配位化學(xué)里程碑式化合物，五氨絡(luò)物氯化鈷(III) 清晰展現(xiàn)了配合物內(nèi)外界區(qū)分、配體場效應(yīng)、氧化還原配位合成等核心理論，至今仍是高校無機化學(xué)實驗、配位機理研究的核心物質(zhì)，兼具教學(xué)價值與基礎(chǔ)科研意義。

參考文獻

[1]Watkins K.O.;Jones M.M.A kinetic study of the hydrolysis of chloropentamminecobalt (III) chloride in ethanol-water mixtures.[J]Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry.1964-03-01.