四配位・とは？初心者向けにわかる化学の基礎入門共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

四配位・とは？化学の入口としての基本

わかりやすく言うと、 四配位 とは「中心となる原子が四つの配位子と結合している状態」を指します。主に金属と配位子の間で見られ、物質の性質を左右します。

四配位の形と意味

配位の数が4であることがキーポイントです。四配位があると、中心原子の周りに4つの結合が並ぶ形が生まれ、見た目には立体か平面かの違いが出ます。

テトラヘドラル型と正方形平面型

四配位には大きく分けて二つの形があり、テトラヘドラル型（四つの配位子が立体的に配置）と、正方形平面型（平面に四つの配位子が並ぶ）があります。

形状	特徴	例
テトラヘドラル型	角度約109.5度で立体的に配置	例：一部の金属錯体
正方形平面型	平面に配位子が並ぶ、角度約90度	例：PtCl4^2-、[Ni(CN)4]^2-

具体的な例とイメージ

代表的な四配位の例として、PtCl4^2- などの正方形平面型の錯体があります。別の例として [Ni(CN)4]^2- のようにCNが四つの配位子として金属を取り囲むケースもあり、これらは化学の授業や研究でよく見かけるイメージです。

日常の覚え方とポイント

覚え方のコツとしては、四つの手で中心を包むイメージを持つとわかりやすいです。重要なのは「四配位は配位子の数が4」という基本だけです。

まとめ

四配位は中心原子に結合する配位子の数が4である状態を指し、形は状況によりテトラヘドラル型にも正方形平面型にもなります。物質の色や反応性、安定性などに影響を与える大切な概念です。

四配位の同意語

テトラ配位: 中央金属などの原子に対して、四つの配位子が結合している状態を指す用語。配位数が4であることを表し、英語では tetra-coordinate に相当します。
四座配位: 配位数が4であることを意味する表現。中心原子に四つの配位子が結合している構造を指す、日常的な表現のひとつです。
四配位性: 四配位の性質・状態を表す言葉。物質が四配位であることを示します。
四配位錯体: 金属中心に対して四つの配位子が結合した化学錯体のこと。
四配位化合物: 四配位の性質を持つ化合物を指す表現。四座になる場合と同義に使われることが多いです。
配位数4: 中心原子に結合している配位子の数が4であることを示す表現。CN=4 と同義に使われます。
CN=4: coordination number が 4、すなわち四配位であることを示す略語。研究論文などで広く使われます。

四配位の対義語・反対語

未配位: 配位を受けていない状態。金属中心がリガンドと結合していない、自由な状態を指します。反対語の四配位に対しては“配位ゼロ”のイメージです。
一配位: 1つのリガンドが金属中心に結合している状態。配位数が1の例で、最大のシンプルな結合形です。
二配位: 2つのリガンドが金属中心に結合している状態。配位数が2の状態を指します。
三配位: 3つのリガンドが金属中心に結合している状態。配位数が3の状態です。
五配位: 5つのリガンドが金属中心に結合している状態。配位数が5の状態で、特定の五配位型構造をとることがあります。
六配位: 6つのリガンドが金属中心に結合している状態。多くは八面体型などの高い対称性を持つ構造をとります。
低配位: 配位数が4未満の状態の総称。1〜3配位など、四配位未満の反対・対義語として使われます。
高配位: 配位数が4以上の状態の総称。5配位・6配位など、四配位を超えるケースを指します。
無配位: 配位を受けていない、ゼロ配位の状態。自由な金属中心にリガンドが結合していません。
非配位: 配位を受けていないことを表す言い方。無配位とほぼ同義で、リガンドと結合していない状態を示します。

四配位の共起語

四配位錯体: 中心金属イオンが4つの配位子と結合してできる錯体。幾何としては正四面体型などが多い。
テトラ配位: 4つの配位結合を持つ状態。四配位とも言い換えられる表現。
四歯配位子: 4つの供与原子（歯）を用いて金属中心と結合する配位子。
配位数: 中心金属が周囲と結合する配位子の総数のこと。四配位は配位数が4。
錯体化学: 金属イオンと配位子からなる化合物を研究する化学の分野。
配位子: 中心金属と結合する電子提供体。水分子やアンモニアなどが例。
遷移金属錯体: 遷移金属を中心とする錯体。四配位のものも多い。
正四面体構造: 四配位の代表的な幾何形。金属中心を中心に四つの結合が正四面体の形に並ぶ。
四配位金属中心: 金属中心が4つの配位子と結合している状態。
配位環境: 周囲の配位子の種類や位置関係、結合角度などの総称。
配位結合: 配位子と金属中心を結ぶ結合のこと。共有結合とは異なる性質を持つことが多い。
配位子場理論: 配位子の電子的影響を説明する理論。分光特性や磁性の予測に用いられる。
金属中心: 配位結合の中心となる金属イオン・原子。

四配位の関連用語

四配位: 中心金属原子が周囲に4つの配位子が結合している状態。配位数が4を意味します。
配位数: 中心原子またはイオンが結合できる配位子の数のこと。CN=4なら四配位です。
配位子: 金属へ電子対を提供して結合を作る原子または分子のこと。例としてNH3・H2O・Cl-などが挙げられます。
金属中心: 錯体の核となる金属原子または金属イオンのこと。周囲の配位子と結合して錯体を作ります。
四配位錯体: 4つの配位子が同時に金属に結合してできる錯体の総称。
一座配位子: 金属に1点の供与部位を提供する配位子のこと。例: NH3・H2O・Cl-など。
二座配位子: 金属に2点の供与部位を提供する配位子のこと。例: エチレンジアミン（en）は二座配位子として知られる。
三座配位子: 金属に3点の供与部位を提供する配位子のこと。三座配位子はCN=4の錯体にも現れ得ます。
四座配位子: 金属に4点の供与部位を提供する配位子のこと。CN=4の錯体を作ることがあります。
ビス配位子: 二座配位子のうち、同じ分子が2つの部位を使って金属と結合する場合を指します。
キレート: 同一分子が複数の供与原子で金属と結合して安定性を高める配位子のこと。
キレート効果: キレート配位子を含む錯体は分離・解離が難しく安定性が高まる現象のこと。
四面体: CN=4 のときによく見られる幾何構造のひとつ。金属中心が4つの配位子の頂点に配置されます（対称性 Td）。
正方形平面: CN=4 の別の幾何構造。4つの配位子が平面上に配置され、対称性は D4h。
シス異性体: 配位子が正方形平面などで隣接する位置に配置される異性体の一種（cis）。
トランス異性体: 配位子が正方形平面などで反対側に配置される異性体の一種（trans）。
配位子場理論: 配位子が金属中心のd軌道に影響を与える様子を説明する古典的モデル。色や磁性、分光特性の解釈に用いられます。
分子軌道理論: MO理論とも言われ、配位子と金属の電子構造を分子軌道として総合的に説明する理論。
18電子則: 安定な錯体はしばしば18電子を満たすと考えられる経験則。金属中心のd電子数と配位子からの電子供与数を合わせて計算します。
高スピン/低スピン: 場の強さ（配位子場の良さ）により、未対電子の数が変化する状態。CN=4 では強い場では低スピン、弱い場では高スピンになることがあります。
d電子数: 金属中心のd軌道上の電子の総数。18電子則の計算で使われます。
点群 Td: 四面体形状の対称性を表す点群。四配位の典型的な対称性です。
点群 D4h: 正方形平面構造の対称性を表す点群。正方形平面 CN=4錯体で現れます。
錯体化学: 金属と配位子の相互作用や性質を扱う化学の分野。結晶場・分子軌道・キレート効果などを含みます。