配合物稳定常数

在配位化学中，稳定常数（也称为形成常数或结合常数）是溶液中形成复合物的平衡常数。 它是聚集在一起形成复合物的试剂之间相互作用强度的量度。 配合物主要有两种：金属离子与配体相互作用形成的化合物和超分子配合物，如主客体配合物和阴离子配合物。 稳定性常数提供了计算溶液中复合物浓度所需的信息。 在化学、生物学和医学中有许多应用领域。

Jannik Bjerrum（Niels Bjerrum 的儿子）于 1941 年开发了xxx个确定金属-氨络合物稳定常数的通用方法。这发生在这么晚的原因，距 Alfred Werner 提出正确的结构将近 50 年 Beck 和 Nagypál 总结了配位复合物。 Bjerrum 方法的关键是使用当时最近开发的玻璃电极和 pH 计来确定溶液中氢离子的浓度。 Bjerrum 认识到与配体形成金属络合物是一种酸碱平衡：金属离子 Mn+ 和氢离子 H+ 之间存在对配体 L 的竞争。 这意味着必须同时考虑两个均衡。 为了一般性起见，下文省略了电荷。 两个均衡是

H + L ⇋ H L {displaystyle mathrm {H+L} leftrightharpoons mathrm {HL} }M + L ⇋ M L {displaystyle mathrm {M+L} leftrightharpoons mathrm {毫升} }

因此，通过在用碱滴定 M 和 HL 的混合物期间跟踪氢离子浓度，并了解 HL 的酸解离常数，可以确定 ML 形成的稳定常数。 Bjerrum 继续确定可能形成许多复合物的系统的稳定性常数。

M + q L ⇋ M L q {displaystyle mathrm {M} +qmathrm {L} leftrightharpoons mathrm {ML} _{q}}

在接下来的二十年里，所确定的稳定性常数的数量出现了真正的爆炸式增长。 诸如欧文-威廉姆斯系列之类的关系被发现了。 计算是使用所谓的图形方法手工完成的。 罗索蒂和罗索蒂总结了这一时期所用方法背后的数学原理。 下一个关键发展是使用计算机程序 LETAGROP 进行计算。 这允许检查过于复杂而无法通过手工计算来评估的系统。 随后，开发了能够处理一般复杂平衡的计算机程序，例如 SCOGS 和 MINIQUAD，因此今天稳定性常数的确定几乎已成为常规操作。 可以在两个商业数据库中找到数千个稳定常数的值。

金属离子 M 和配体 L 之间络合物的形成实际上通常是取代反应。 例如，在水溶液中，金属离子将以水离子的形式存在，因此形成xxx个络合物的反应

[L] 应理解为 L 的浓度，方括号中的其他项也是如此。 通过删除那些常量项，可以xxx简化表达式。 附着在每个金属离子上的水分子数是恒定的。 在稀溶液中，水的浓度实际上是恒定的。 表达式变为

β = [M L] [M] [L]。 {displaystyle beta =mathrm {frac {[ML]}{[M][L]}} .}

在这个简化之后，可以给出一个一般定义，对于一般均衡

该定义可以很容易地扩展到包括任意数量的试剂。 试剂不必总是金属和配体，而是可以是形成络合物的任何物质。 以这种方式定义的稳定性常数是关联常数。 这可能会导致一些混淆，因为 pKa 值是解离常数。