20.4:
Koordinationszahl und Geometrie
20.4: Koordinationszahl und Geometrie
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Bei Übergangsmetallkomplexen bestimmt die Koordinationszahl die Geometrie um das zentrale Metallion. Tabelle 1 vergleicht Koordinationszahlen mit molekularer Geometrie. Die gebräuchlichsten Strukturen der Komplexe in Koordinationsverbindungen sind oktaedrisch, tetraedrisch und quadratisch planar.
| Koordinationsnummer | Molekulare Geometrie | Beispiel |
| 2 | linear | [Ag(NH3)2]+ |
| 3 | trigonal planar | [Cu(CN)3]2− |
| 4 | tetraedrisch(d0 oder d10), niedrige Oxidationsstufen für M | [Ni(CO)4] |
| 4 | quadratisch planar (d8) | [NiCl4]2− |
| 5 | trigonal bipyramidal | [CoCl5]2− |
| 5 | quadratisch pyramidenförmig | [VO(CN)4]2− |
| 6 | oktaedrisch | [CoCl6]3− |
| 7 | fünfeckige Bipyramide | [ZrF7]3− |
| 8 | quadratisches Antiprisma | [ReF8]2− |
| 8 | dodecaeder | [Mo(CN)8]4− |
| 9 und höher | kompliziertere Strukturen | [ReH9]2− |
Tabelle 1. Koordinationszahlen und molekulare Geometrie.
Im Gegensatz zu den Atomen der Hauptgruppe, bei denen sowohl die bindenden als auch die nichtbindenden Elektronen die Molekülform bestimmen, verändern die nicht bindenden d-Elektronen die Anordnung der Liganden nicht. Oktaederkomplexe haben eine Koordinationszahl von sechs, und die sechs Donoratome sind an den Ecken eines Oktaeders um das zentrale Metallion angeordnet. Beispiele sind in Abbildung 1 dargestellt. Die Chlorid- und Nitratanionen in [Co(H2O)6]Cl2 und [Cr(en)3](NO3)3 sowie die Kaliumkationen in K2[PtCl6] befinden sich außerhalb der Klammern und sind nicht an das Metallion gebunden.
Abbildung 1. Viele Übergangsmetallkomplexe nehmen oktaedrische Geometrien an, bei denen sechs Donoratome Bindungswinkel von 90° um das Zentralatom mit benachbarten Liganden bilden. Beachten Sie, dass nur Liganden innerhalb der Koordinationskugel die Geometrie um das Metallzentrum beeinflussen.
Für Übergangsmetalle mit einer Koordinationszahl von vier sind zwei verschiedene Geometrien möglich: tetraedrisch oder quadratisch planar. In tetraedrischen Komplexen wie [Zn(CN)4]2− (Abbildung 3) bildet jedes der Ligandenpaare einen Winkel von 109,5°. In quadratischen planaren Komplexen, wie z. B. [Pt(NH3)2Cl2], hat jeder Ligand zwei weitere Liganden in einem Winkel von 90° (die sogenannten cis-Positionen) und einen zusätzlichen Liganden in einem Winkel von 180° in der trans-Position.
Abbildung 2. Übergangsmetalle mit einer Koordinationszahl von vier können eine tetraedrische Geometrie (a) wie in K2[Zn(CN)4] oder eine quadratische planare Geometrie (b) annehmen, wie in [Pt(NH3)2Cl2] gezeigt.
Dieser Text wurde übernommen von <a href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/19-2-coordination-chemistry-of-transition-metals">Openstax, Chemistry 2e, Section19.2: Coordination Chemistry of Transition Metals.
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