纯粹的无机化合物可以有多复杂？

我们在学有机的时候，老师往往会告诉你“有机反应产物复杂，同分异构体多”，这是没有问题的。但是，很多人就简单把无机化学看成具有相反的特征，这是极为不正确的。事实上，传统无机配合物的复杂程度就已经令人叹为观止了。而其中早期的明星元素就是过渡金属中的钴了。

图1 金属钴片

钴是非常容易形成水溶液中稳定配合物的金属之一。当年瑞士化学家维尔纳也是通过研究它的配合物创立了配合物理论，并获得了1913年诺贝尔化学奖。

图2 阿尔弗雷德·维尔纳

当我们把商品水合氯化钴(II)脱水之后，它的颜色会从红变蓝，这说明钴等过渡金属的盐并不是简单的如氯化钠这样的离子晶体，而是本质上与水或者阴离子等配体发生作用之后形成的配合物。注意，这里面配体和金属形成的是共价键。

图3 六水合氯化钴

事实上，这个看似化学式非常简单的CoCl₂·6H₂O，结构比大家想到的要复杂的多。实际上这两个氯离子是和钴配位的，而剩下的四个位置则被水占据。还有两个水其实是结晶水。所以从原则上说，这样写化学式是错误的。

图4 实际结构trans-[CoCl₂(H₂O)₄]·2H₂O

当钴和氨，氰根等配体配位后，容易被氧化为正三价。而正三价的钴的配合物复杂程度，则正是钴能配上“配合物之王”头衔的最佳例证。接下来，我将列出67种常见的含钴的传统单核纯无机配合物。这也是本期最核心的内容:

图5-1 67种配合物列表

图5-2 67种配合物续表

其实，就算是有机配体形成的此类配合物也常被归为无机物。为了避免有些人有意见，我只选取了只有无机配体的化合物。接下来这张图是它们的具体结构:

图6-1 结构图1-16

图6-2 结构图17-43

图6-3 结构图44-67

可以看出种类确实非常的多，更重要的是，这些都是可以通过无机合成制出来的化合物，理论上的话肯定更多。最常用的原料就是水合氯化钴。下面这张图是它们之间的转化关系:

图7 转化关系图

除了少数含乙酸根，乙二胺等简单有机物外，这些合成基本上都是只涉及到无机化合物。当然我们也不拒绝有机配体，如果换上有机配体，其结构只会更加复杂。

最后，我们来欣赏一下钴的各种美丽的配合物吧:

图8 (NMe₄)₂[CoCl₄]

图9 [Co(NH₃)₆]Cl₃

图10 [CoCl(NH₃)₅]Cl₂

图11 cis-[CoCl(NH₃)₄(H₂O)]SO₄

图12 trans-[CoCl₂(en)₂]Cl

本期专栏到这里就结束了，数据处理和图表制作不易，喜欢的给个三连哦！