20.4: 配位数と幾何学構造

遷移金属錯体では、配位数によって中心金属イオンの周りの形状が決まります。Table 1は、配位数と分子構造を比較したものです。配位化合物の中で最も一般的な錯体の構造は、八面体、四面体、平面四角形型です。

Table 1. 配位数と配位子の幾何配置

結合電子と非結合電子の両方が分子の形を決める典型元素とは異なり、非結合のd電子は配位子の配置に影響を与えません。八面体錯体は、配位数が6で、6つのドナー原子が中心の金属イオンを中心に八面体の角に配置されています。その例をFigure 1に示します。Co(H₂O)₆]Cl₂および[Cr(en)₃](NO₃)₃の塩化物アニオンおよび硝酸アニオン、K₂[PtCl₆]のカリウムカチオンは、括弧の外にあり金属イオンに結合していません。

Figure 1. 遷移金属錯体の多くは八面体型構造をとり、6個のドナー原子が隣接する配位子と中心原子に対して90°の結合角を形成します。配位圏内の配位子のみが金属中心周辺の形状に影響を与えることに注意してください。

配位数が4の遷移金属では、四面体型と平面四角形型の2つの異なる配置が可能です。Zn(CN)₄]²⁻(Figure 3)のような四面体の錯体では、配位子のペアはそれぞれ109.5°の角度を形成しています。Pt(NH₃)₂Cl₂]のような平面四角形型の錯体では、各配位子は90°の角度で2つの他の配位子を持つ場合と（シス位と呼ばれる）、180°の角度で1つの他の配位子を持つ場合（トランス位と呼ばれる）があります。

Figure 2. 配位数が4の遷移金属は、(a) K₂[Zn(CN)₄]のような四面体構造や、(b) [Pt(NH₃)₂Cl₂]のような平面四角形型構造 をとることができます。

上記の文章は下記から引用しました。Openstax, Chemistry 2e, Section19.2: Coordination Chemistry of Transition Metals.