在高中化学课程的学习中，配合物是一个关键性的概念，它与化学键、化学反应、化学平衡等多个知识点紧密相连。通过使用专为高中化学设计的虚拟实验室软件，可以将这些抽象的化学原理以动态的可视化形式展现出来，这不仅丰富了教学内容，也使得教师能够更深入地引导学生进行科学探究。此外，虚拟现实技术的应用在增强物质结构与性质的教学效果、提升学生的学习效率方面起到了显著的推动作用。
配合物是内轨型还是外轨型，主要取决于中心离子/原子的电子构型、电荷数和配位原子的电负性大小。
01
中心离子/原子电子构型
一般来说，形成体电子构型的影响大致分下列三种情况：
(1)具有 d¹⁰构型的离子常形成外轨配键，因为这些离子次外层 d 轨道处于全充满状态只能用外层轨道成键。例如：[Ag(NH₃)₂]⁻、[AgCl₂]⁻、[Au(CN)₂]⁻、[Zn(NH₃)₄]²⁺ 、[ZnCl₄]²⁻等，其中Ag⁺、Au⁺、 Zn²⁺均为 d构型,形成体分别采取 sp或 sp³杂化形成外轨配合物。
Zn原子的核外电子排布，在失去两个电子后价电子为3d¹⁰
(2)具有d¹~d³构型的离子至少可提供2个空的(n-1)d轨道，所以形成内轨配键；例如[Ti(H₂O)₆]³⁺中的Ti³⁺中d轨道只有1个电子，形成d²sp³杂化的内轨配合物。
Ti原子的核外电子排布，失去三个电子后价电子为3d¹
(3)具有 d⁴~d⁸构型的离子既可形成内轨配键，也可形成外轨配键，是内轨配键还是外轨配键取决于与形成体成键的配体的性质。
例如,Ni²⁺的外层价电子构型为 3d⁸。
Ni原子的核外电子排布，失去两个电子后价电子为3d⁸
当与NH₃成键时,Ni²⁺外层的4s与4p轨道构成 sp³杂化轨道，形成外轨配合物[Ni(NH₃)₄]²⁺，空间构型为正四面体。
当Ni²⁺与CN⁻形成配位键时,Ni²⁺的杂化形式为 dsp²，即 3d轨道的2个单电子成对，空出1个空的3d轨道与外层的1个 4s和2个 4p轨道形成 dsp²杂化轨道，CN⁻的孤对电子填入杂化轨道中。因此[Ni(CN)₄]²⁻是内轨型配合物，空间构型是平面四边形。
02
中心离子/原子的电荷
形成体的电荷增多，对配体的电子引力增大，便于进入内层轨道，有利于形成内轨配键。例如，[Co(NH₃)₆]²⁺是外轨型配合物，[Co(NH₃)₆]³⁺是内轨型配合物。
03
配位原子的电负性
这是最为关键的影响因素。电负性大的配位原子吸引电子的能力强，通常不易提供孤对电子，往往只能与形成体的外层轨道形成外轨配键，易形成外轨配合物。
例如，CN⁻和F⁻相比，CN⁻参与配位的C原子电负性较小，F原子电负性较大，前者与Fe³⁺形成内轨型配合物，后者则形成外轨型配合物。
END
