20.4: Координационное число и геометрия
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.
