20.4: Координационное число и геометрия

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Chemistry

Coordination Number and Geometry

Previous Video

20.3: Metal-Ligand Bonds

Next Video

20.5: Structural Isomerism

14,977 Views

•

02:57 min

•

September 24, 2020

Для переходных металлических комплексов координационный номер определяет геометрию вокруг центрального металлического иона. В таблице 1 сравниваются значения координации с молекулярной геометрией. Наиболее распространенными структурами комплексов в координационных соединениях являются октаэдрические, тетраэдрические и квадратные планарные.

Номер координации	Молекулярная геометрия	Пример
2	линейный	[AG(NH₃)₂]⁺
3	трехугольный планарный	[CU(CN)₃]²^–
4	Тетраэдр (d0 или d10), состояния низкого окисления для M	[NI(CO)₄]
4	квадратный плоский (d8)	[NiCl₄]^2-
5	тригональная бипирамидальная	[CoCl₅]^2-
5	квадратная пирамида	[VO(CN)₄^]^2-
6	октаэдр	[CoCl₆]^3-
7	пентагональная бипирамида	[ZrF₇]^3-
8	квадратная антипризма	[ReF₈]^2-
8	додекаэдр	[MO(CN)₈]^4-
9 и выше	более сложные структуры	[ReH₉]^2-

Таблица 1. Координационные числа и молекулярная геометрия.

В отличие от атомов основной группы, в которых молекулярная форма определяется как связующим, так и несвязующим электронами, несвязуемые d-электроны не меняют расположение лигандов. Октаэдрические комплексы имеют координационное число шесть, а шесть донорских атомов расположены по углам октаэдра вокруг центрального иона металла. Примеры показаны на рис. 1. Ионы хлорида и нитратов в [Co(H2O)₆]Cl₂ и [Cr(en)₃](NО₃)₃, а также калийные калии в K₂[PtCl₆] находятся за пределами кронштейнов и не связаны с металлом ионом.

Рисунок 1. Многие комплексы переходных металлов принимают октаэдрические геометрии, при этом шесть атомов-доноров формируют углы связи 90° относительно центрального атома с смежными лигандами. Обратите внимание, что только лиганды в сфере координации влияют на геометрию вокруг центра металла.

Для переходных металлов с координационным числом четыре возможны две разные геометрии: Тетраэдр или квадратный планарный. В тетраэдральных комплексах, таких как [Zn(CN)₄]^2- (рисунок 3), каждая пара лигандов образует угол 109.5°. В квадратных планарных комплексах, таких как [Pt(NH₃)_2Cl2], каждая лиганда имеет две другие лиганды под углом 90° (называемые позициями cis) и одну дополнительную лиганд под углом 180° в положении транс.

Рисунок 2. Переходные металлы с координационным номером четыре могут принять тетраэдрическую геометрию (a), как в K₂[Zn(CN)₄] или квадратную плоскую геометрию (b), как показано в [Pt(NH₃)_2Cl2].

Этот текст адаптирован из Openstax, Химия 2е изд., Section19.2: Координация химии переходных металлов.