传统的价键理论解释不清[Cu(NH3)4]2+的结构。因为它的构型是正方形,对应的杂化方式是dsp2,这样一来Cu2+的1个3d电子必须跃迁到4p,空出来3d轨道才能进行dsp2杂化。这样虽然解释了空间构型,但带来一个严重的问题,就是理论上这个能量较高的4p电子应该是容易失去的,因此Cu2+应该具有一定的还原性,而这一点与实验事实是矛盾的。
因为解释不清,一般讲配合物的教材上对此都避而不谈。
目前关于此问题,有这样一种解释供参考:Cu2+进行的不是dsp2杂化,而是d2sp3杂化,但是与常见配合物中的等性d2sp3杂化不同,这里Cu2+进行的是不等性d2sp3杂化,用于杂化的2的d轨道不是空的,而是分别填充了1个和2个电子。这样杂化后形成6个d2sp3杂化轨道,八面体分布,其中2个共填充了3个电子,由于电子之间的排斥作用,这2个杂化轨道占据了八面体相对的两个顶点。其他杂化轨道4个是空的,成正方形分布。Cu2+就用这4个空的杂化轨道接受NH3的电子对,所以最终配离子的空间结构为正方形。
这种解释其实是将[Cu(NH3)4]2+看成一个变形的八面体,由此可以回避上述Cu2+还原性的问题。
Cu是3d10 4s1,那么Cu2+就是3d9,,那么它还有一个d一个s和3个p的空轨道,这里的d轨道上的单电子被激发到了空的p轨道上,于是Cu2+采取了dsp2的杂化,使一个d一个s和两个p轨道简并,成为能量相同的4个dsp2杂化轨道。这时:NH3的孤对电子填入空轨道生成配位键。[Cu(NH3)4]2+是平面正方形,而不是正四面体,就是因为dsp2杂化轨道是平面正方形的。
价健理论解释:
Cu2+ 的一个3d 电子跃迁到4p 轨道,空出一个3d 轨道与4s、4p 形成4个dsp2 杂化轨道,故可以接受4 对孤电子对,形成具有平面正方形结构的[Cu(NH3)4]2+ 离子。
存在的问题:被激发了4p 轨道上的一个电子,能量升高,应容易失去,[Cu(NH3)4]2+ 应表现出有较强的还原性。但事实上,[Cu(NH3)4]2+ 是很稳定的,即使用强氧化剂,也不能将其氧化。
络合形成