Nombre de coordination et géométrie

De nombreux métaux de transition présentent plusieurs nombres d'oxydation contribuant à leurs propriétés uniques, telles que les couleurs. Mais comment est déterminé l'indice d'oxydation du métal? Les composés de coordination sont des espèces électriquement neutres consistant en un complexe de coordination et contre-ions avec une valence primaire et secondaire.

La valence primaire est le nombre d'oxydation de l'ion métallique. Pour trouver le numéro d'oxydation, commencez en identifiant les charges apportées par les ligands et contre-ions. Ensuite, additionnez les charges et déterminez le nombre d'oxydation de l'ion métallique.

Si tous les ligands sont neutres, la charge ionique complexe devient le nombre d'oxydation de l'ion métallique. La valence secondaire fait référence au nombre de ligands directement liés à l'ion métallique central, également appelé le numéro de coordination. Ici, le numéro de coordination du rhodium est de six.

Certains ions métalliques ne possèdent qu'un seul numéro de coordination. Le cobalt et le platine ont un numéro de coordination de 6 et 4. Cependant, pour de nombreux ions métalliques, le nombre de coordination varie de 2 à 6.

La taille relative des ligands et des ions métalliques influence le numéro de coordination. Par exemple, des ligands plus petits comme le fluor coordonne six fois de fer par rapport au chlore plus gros, qui coordonne seulement quatre fois. Les charges négatives transmises par les ligands à l'ion métallique influencent également le numéro de coordination.

Le nombre de coordination du nickel avec de molécules de l'eau neutre est de 6, qui est réduit à 4 avec d'ions de chlorure anionique. La forme géométrique de l'ion complexe dépend en partie du numéro de coordination d'un ion métallique. Un complexe avec un numéro de coordination de deux a une géométrie linéaire, où deux ligands sont distants de 180 degres de chaque côté de l'ion métallique.

Un complexe avec un numéro de coordination de 4 présente deux types de géométrie basée sur l'électron de valence dans la sous-classe d. Les ions métalliques avec huit électrons d, comme le palladium sont plans carrés. Alors que les ions métalliques avec dix électrons d, comme le zinc présentent une géométrie tétraédrique.

Un complexe avec un nombre de coordination de 6 est octaédrique. Les six ligands occupent six sommets, quatre ligands forment les coins d'un carré, et les deux autres les étages supérieurs et inférieurs à une distance équivalente. Ainsi, un octaèdre apparaît comme deux pyramides avec une base carrée commune et huit faces.