クロロフィルなどのMgについて

質問

なぜMgは5配位結合を取れるのですか?6配位もとれるのですか？
化学ほとんどやったことがないのですが、私の勝手な考えの中では原子は4本までしか手をもてないような気がするのですが・・・間違いですよね・・・

回答No.3

Julius

先の回答の「古典論」による説明では、
電子過剰な状態「3中心4電子軌道」を想定することによって、
3s, 3p軌道だけで説明しています。

4配位錯体の場合、外から6個の電子を供与&共有され、
Mgの内殻電子＋価電子は18電子で、Ar型(1s2s2p3s3p総てが埋まる)となる。
5配位錯体の場合、Mgの内殻電子＋価電子は20電子(3pz軌道に4電子が入ったと考える)。
6配位錯体の場合、Mgの内殻電子＋価電子は22電子(3sp混成軌道に8電子が入ったと考える)。

量子力学の立場からは、よりエネルギー順位の高い4s, 3d軌道を含めた
原子軌道を用いて分子軌道を計算した場合、3d軌道の一部が結合に関与した
形になるそうですが、計算結果がどのようなものになるのかは私は知りません。

なお、クロロフィルが4配位時のMgは平面四配位構造を取っているようですが、
本来のsp3混成軌道は正四面体構造ですので、何らかのd軌道の関与を
認めるべきでしょう。クロロフィルの可視光吸収は、
Mgのd電子由来なのか、それともポルフィリン環のπ電子由来なのか、
この辺を調べればもっと面白いことが判りそうですが、
残念ながら私は生体内錯体の専門家ではありませんし、
この辺の事情に詳しい学部レベルの本を知りません。

お礼

本当にありがとうございます。
だいたいイメージはつかめました。
クロロフィルの可視光吸収もMｇが関与してるかも知れないんですね。調べてみる価値はありそうです。