Definiția numărului de coordonare în chimie

număr de coordonare a unui atom dintr-o moleculă este numărul de atomi legați de atom. În chimie și cristalografie, numărul de coordonare descrie numărul de atomi vecini în raport cu un atom central. Termenul a fost definit inițial în 1893 de chimistul elvețian Alfred Werner (1866-1919). Valoarea numărului de coordonare este determinată diferit pentru cristale și molecule. Numărul de coordonare poate varia de la 2 la 16 până la 16. Valoarea depinde de dimensiunile relative ale atomului central și ale liganzilor și de sarcina de la configurația electronică a unui ion.

Numărul de coordonare al unui atom dintr-o moleculă sau ion poliatomic se găsește prin contorizarea numărului de atomi legați de acesta (notă: nu prin numărarea numărului de legături chimice).

Este mai dificil să se stabilească legătura chimică în cristale cu stare solidă, astfel încât numărul de coordonare în cristale se găsește prin numărarea numărului de atomi vecini. Cel mai frecvent, numărul de coordonare privește un atom din interiorul unei zăbrele, vecinii întinzându-se în toate direcțiile. Cu toate acestea, în anumite contexte suprafețele cristaline sunt importante (de exemplu, cataliză eterogenă și știința materialelor), unde numărul de coordonare pentru un atom interior este număr de coordonare în vrac iar valoarea pentru un atom de suprafață este numărul de coordonare a suprafeței.

În complexele de coordonare, doar prima legătură (sigma) dintre atomul central și liganzi contează. Legăturile pi la liganzi nu sunt incluse în calcul.

Exemple de număr de coordonare

Carbonul are un număr de coordonare de 4 într-un metan (CH)₄) moleculă deoarece are patru atomi de hidrogen legați la ea.
În etilenă (H₂C = CH₂), numărul de coordonare al fiecărui carbon este 3, unde fiecare C este legat la 2H + 1C pentru un total de 3 atomi.
Numărul de coordonare al unui diamant este 4, deoarece fiecare atom de carbon se sprijină în centrul unui tetraedru obișnuit format din patru atomi de carbon.

Calcularea numărului de coordonare

Iată pașii pentru identificarea numărului de coordonare a unui compus de coordonare.

Identificați atomul central în formula chimică. De obicei, acesta este un metal de tranziție.
Localizați atomul, molecula sau ionul cel mai aproape de atomul metalului central. Pentru a face acest lucru, găsiți molecula sau ionul direct lângă simbolul metalic în formula chimică a compusului de coordonare. Dacă atomul central se află în mijlocul formulei, vor exista atomi / molecule / ioni vecini pe ambele părți.
Adăugați numărul de atomi de cel mai apropiat atom / moleculă / ioni. Atomul central poate fi legat doar la un alt element, dar trebuie să observați în continuare numărul de atomi ai acelui element în formulă. Dacă atomul central se află în mijlocul formulei, va trebui să adăugați atomii din întreaga moleculă.
Găsiți numărul total de atomi cei mai apropiați. Dacă metalul are doi atomi legați, adăugați ambele numere,

Geometria numărului de coordonare

Există mai multe configurații geometrice posibile pentru majoritatea numerelor de coordonare.

Numărul 2 de coordonare-liniar
Numărul 3 de coordonare-plan trigonal (de exemplu, CO₃^2-), piramidă trigonală, în formă de T
Numărul de coordonare 4-tetraedru, plan pătrat
Numărul de coordonare 5-piramidă pătrată (de exemplu, săruri de oxovanadiu, vanadil VO²⁺), bipiramida trigonală,
Numărul de coordonare 6-plan hexagonal, prismă trigonală, octaedric
Numărul de coordonare 7-octaedru capsulat, prismă trigonală, bipiramidă pentagonală
Numărul de coordonare 8-dodecaedru, cub, antiprism pătrat, bipiramidă hexagonală
Numărul de coordonare 9-prisma trigonală centrată cu trei fețe
Numărul de coordonare 10-antiprism pătrat bicapped
Numărul 11 de coordonare-prismă trigonală, cu față totală
Numărul de coordonare 12-cuboctaedru (de exemplu, azotat de amoniu ceric - - NH₄)₂Ce (NO₃)₆)

Ştiinţă