3.1.2　金属离子配合物的形成及稳定性

在金属离子水溶液中加入其他的配位体，如果这些配位体与金属离子形成配位键的能力大于水分子的水合能力，则这些配位体就能够取代水合离子的配位水分子，由它们与金属离子成键，形成新的配合物（或称络合物）。例如，在硫酸铜水溶液中加入NH₃，当水溶液中的氨浓度达到一定值时，NH₃分子就会逐步取代铜离子水合物中内层的配位水分子。随着水溶液中氨浓度的增加，NH₃分子的逐步取代会形成一系列配合物、、…、。最终生成的产物称作铜氨配合物，中间生成的同时含有H₂O和NH₃的配合物称作混合配合物。这里，氨分子是配位体，氨分子中的N提供了孤对电子，与Cu²⁺形成配位键，形成了铜的配位阳离子（或称络合阳离子）。

除了分子中的O、N具有未成键的电子对，可以成为给体外，卤素阴离子既是给体，本身又是配位体。卤离子自身是阴离子，在与金属阳离子形成配合物时，可以使配位化合物的电性发生变化。例如，对于Co²⁺，当Cl^-逐步取代钴离子水合物中内层的配位水分子，逐渐形成一系列的配合物、CoCl₂（H₂O）_n-2、…、。这些配合物由带正电荷的钴水合阳离子变为带负电荷的氯配阴离子（或称氯络阴离子）。

利用质量作用定律的方法可以表征金属配合物的稳定性，例如

　　 （3-1） 　　

　　 （3-2） 　　

平衡常数K称为配合物的稳定常数或生成常数，稳定常数值通常用其常用对数lgK表示。

在冶金工业中，含有氨和氯化物的溶液是十分重要的体系，这些体系中形成的配合物的稳定性研究，对于湿法冶金中的萃取分离工艺有着重要的意义。

有些配位体具有两个或两个以上的给体原子，分属于不同的官能团，可以同时与一个中心金属原子形成配位键，这类配位体称作螯合配位体。由螯合配位体生成的金属配合物称作金属螯合物。螯合物具有环状结构，这样的结构往往使配合物具有很高的稳定性和对特定金属离子的高选择性。例如，分析化学中应用极广的乙二胺四乙酸（EDTA），有四个给体原子，可以和中心离子形成四个环的螯合物。

金属离子配合物的形成、结构及稳定性的研究是萃取化学的重要基础，不同金属离子形成配合物或螯合物的行为研究是金属离子分离化学的重要组成部分。从这些研究结果出发，依据不同的反应萃取机理，选择与金属离子成键能力适当、性能优异的萃取剂，使金属离子形成新的金属离子配合物，实现相间转移和高效萃取分离，是金属萃取工艺的重要任务。