在水溶液中，铜离子与浓氨水的奇妙反应
铜与氨的络合反应在化学世界中展现出丰富多彩的结构之美。实验数据显示，铜离子与氨分子的结合并非固定不变，而是根据配位数的不同呈现出多样的几何构型，其中最为人们熟知的是六氨合铜离子(Cu(NH3)6)2+的神奇形态。让我们深入探讨一下这个过程。
首先，让我们聚焦于六水合铜[Cu(H2O)6]2+，这个离子呈现出优雅的细长八面体结构。每个铜原子与六个水分子紧密相连，轴向键长为2.317 Å，平面键长则为1.992 Å。然而，当氨分子介入，情况开始变化。
一个氨分子的加入
当铜离子与一个氨分子配位，形成[Cu(H2O)5(NH3)1]2+，虽然仍保持八面体构型，但铜-氧键的性质有所调整。由于氨分子的较大体积和结合能，轴向键长降至2.293 Å，平面键长则略有增加，变为2.003 Å。这种变化揭示了氨分子对铜离子构型微妙的影响。
氨分子增多的效应
当两个或更多的氨分子加入，铜离子的几何构型不再是八面体，而是逐渐过渡到四边形。令人惊奇的是，这种四配位的铜氨络合物在氨溶液中呈现扭曲的平面方形，展现出化学结构的动态变化。这种转变并非偶然，而是氨分子的逐个加入对铜离子结构进行精细调整的结果。
以上内容摘自知名期刊《J. Phys. Chem. A》的一篇文章，2013年117期，12280-12287页，如果你想深入了解这一复杂过程的详细分析和理论解释，那篇文章值得一看。铜与氨的反应不仅是化学反应的实例，更是结构和性质之间相互作用的生动展示。