- Координационная геометрия
-
Содержание
Термин геометрическая координация используется в целом ряде смежных областей химии — химии твердого тела/физики и не только.
Молекулы
Координационная геометрия атома в геометрическом соединении, образованном атомами вокруг центрального атома.
Координационные комплексы неорганических соединений
В области неорганических геометрических комплексов координации эти соединения являются геометрическими моделями, образованными атомами лигандов, которые связаны с центральным атомом в молекуле и комплексным соединением. Геометрическое расположение варьируется в зависимости от количества и типа лигандов, связанных с центром, состоящим из металла, а также координационного преимущества (англ. the coordination preference) центрального атома, как правило, металла в координационном комплексе. Число соединений (то есть число σ-связей между центральным атомом и лигандами), называется координационным числом. Геометрическая модель может быть описана как многогранник, где вершины многогранника являются центрами координации атомов лигандов.
Координационное преимущество металла часто варьируется в зависимости от его степени окисления. Число координационных связей (координационное число) может варьироваться от двух до 20.
Одна из самых распространенных геометрических координаций — октаэдрическая, где шесть лигандов координируются к металлу симметричным распределением, что ведет к образованию октаэдра, если линии нарисованы между лигандами. Менее встречающиеся в общей геометрии координации являются формы тетраэдра и «плоского квадрата» (2D квадрат).
Теория кристаллического поля может быть использована для объяснения относительной устойчивости соединений переходных металлов различной геометрической координации, а также наличия или отсутствия парамагнетизма.
ТОЭП может быть использована для предсказания геометрии комплексов основных элементов группы (исключение составляют актиноиды и лантаноиды).
Кристаллографическое использование
В кристаллической структуре геометрическая модель атома является геометрической структурой координации атомов, где определение координации атомов зависит от связей в модели. Например, в каменной соли, ионный состав каждого атома натрия содержит шесть ближайших соседних хлорид-ионов в октаэдрической геометрии и каждый хлорид аналогично — шесть соседних ионов натрия в октаэдрической геометрии. В металлах с объемноцентрированной структурой каждый атом имеет связь с восмью ближайшими другими атомами с кубической геометрией. В металлах с гранецентрированной кубической структурой каждый атом имеет двенадцать связей с соседними атомами с кубооктаэдрической геометрией.
Таблица координационной геометрии Координационное число Геометрия Изображение Примеры дискретных (конечных) комплексов Примеры на кристаллах 2 линейная Ag(CN)2− в KAg(CN)2 Ag в цианиде серебра,
Au в AuI3 плоский треугольник Cu(CN)32− в Na2Cu(CN)3·3H2O O в TiO2 (структура рутила) 4 тетраэдр CoCl42− Zn и S в сульфиде цинка, Si в диоксиде кремния 4 квадрат AgF4− CuO 5 тригональная бипирамидальная SnCl5− 5 квадратная пирамидальная InCl52− в (NEt4)2InCl5 6 октаэдр Fe(H2O)62+ Na и Cl в хлориде натрия 6 тригональная призматическая Mo(SCHCHS)3 As в NiAs, Mo в MoS2 7 пентагональная бипирамидальная ZrF73− в (NH4)3ZrF7 Pa в PaCl5 7 гранецентрированная октаэдрическая [HoIII(PhCOCHCOPh)3(H2O)] La в La2O3 7 тригональная призматическая, квадратическая моногранецентрированная TaF72− в K2TaF7 8 куб Хлорид цезия, фторид кальция 8 квадратная антипризматическая TaF83− в Na3TaF8 Хлорид тория(IV) 8 додекаэдр Mo(CN)84− в K4[Mo(CN)8].2H2O Zr в K2ZrF6 8 гексагональная бипирамидальная N в Li3N 8 октаэдр Ni в арсениде никеля 8 тригональная призматическая Ca в CaFe2O4 8 тригональная призматическая, квадратная лицевая двуребристая PuBr3 9 тригональная призматическая, квадратная лицевая триребристая [ReH9]2− в нонагидроренате калия SrCl2·6H2O , Th в RbTh3F13 9 англ. monocapped square antiprismatic [Th(торополонат)4(H2O)] La в LaTe2 10 англ. bicapped square antiprismatic Th(C2O4)42− 11 Th в [ThIV(NO3)4(H2O)3] (NO3−) 12 иксоаэдр Th в Th(NO3)62−-ион в Mg[Th(NO3)6]·8H2O 12 кубооктаэдрон ZrIV(η³−(BH4)4) 12 антикубооктаэдон 14 двуребристая антипризматичная гексагональная U(BH4)4 15 [Th(H3BN(CH3)2BH3)4] Где нет дискретных комплексов означает, что соединения найдены как отдельные единицы сфер вокруг атомов в кристаллах
Именование неорганических соединений
ИЮПАК ввел полиэдрический символ (англ. Polyhedral symbol) в части «рекомендации номенклатуры по ИЮПАК в неорганической химии 2005» (англ. IUPAC nomenclature of inorganic chemistry 2005 recommendations) для описания геометрии вокруг атома в соединении.
IUCr (International Union of Crystallography) предложили символ, который показывается как верхний индекс в квадратных скобках в химической формуле. Например, CaF2 будет записан как Ca[8СВ]F2[4T], где [8СВ] означает что это кубическая координация и [4T] означает — четырехгранная. Эквивалентный символ в ИЮПАК обозначается как CU−8 и T-4 соответственно.
Символ ИЮПАК применим к комплексам и молекулам, в то время как по предложению IUCr это относится к кристаллическим твердым телам.
См. также
- Молекулярная геометрия
- Теория поля лигандов
Структурная химия Химическая связь: Ароматичность | Ковалентная связь | Ионная связь | Металлическая связь | Водородная связь | Донорно-акцепторная связь | Таутомерия | Ван-дер-Ваальсова связь Отображение структуры: Функциональная группа | Структурная формула | Скелетная формула органических соединений | Химическая формула | Лиганд | Координационная геометрия | Координационная сфера Электронные свойства: Электроотрицательность | Сродство к электрону | Энергия ионизации | Полярность химических связей | Правило октета Стереохимия: Асимметрический атом | Изомерия | Конфигурация | Хиральность | Конформация Категории:- Молекулярная физика
- Химическая связь
- Координационная химия
- Неорганическая химия
Wikimedia Foundation. 2010.