配位数
复杂分子或晶体中的配位数是指与中心原子相连的原子、离子或分子的数目。围绕在中心原子周围的离子或分子称为配体。配位数也称为配位。另一种定义配位数的方法是金属与配体之间的附着点数。配位配合物对于过渡金属是必不可少的,尽管一些主要的族元素也会形成它们(1 - 4)。
影响配位数的因素
配位数可以从低至2到高至16不等。几个因素决定了它的价值[1]。
- 配体的形状和大小——配体越大,配位数越小。
- 金属离子的大小——金属离子越大,其周围可以容纳的配体就越多。反之亦然。大金属和小配体导致高配位数。配体大的小金属导致配位数低。
- 金属离子的电子排布——只有那些能稳定电子能量的电子排布才是优选的。
- 分子间相互作用——固体中相邻配合物之间的分子间相互作用以及溶液中配合物与溶剂分子之间的分子间相互作用导致了不同的配位数。
如何确定协调号
不同化合物的配位数可计算如下(2、3):
1.分子或多原子离子-计算与中心原子成键的原子数。注意只有sigma键被计算在内。键对配位数没有贡献。
例子
甲烷(CH4碳的配位数是4,因为它有4个氢原子连着。
乙烯(C2H4碳的配位数是3,因为每个碳都连着两个氢原子和一个碳原子。
乙炔(C2H2碳的配位数是2,因为每个碳都连着一个氢原子和一个碳原子。
铜(I)氯离子或[CuCl2]1铜(Cu)的配位数是2,因为它周围有两个氯(Cl)原子。
三碘酸盐或[HgI3.]1汞(Hg)的配位数是3,因为它连着三个碘(I)原子。
2.水晶-计算向各个方向延伸的相邻原子的数量。
例子
金刚石(C) -碳的配位数是4,因为每个碳都位于由另外四个碳原子组成的正四面体的中心。
氯化钠(NaCl) - 6个氯离子(Cl)- - - - - -)紧密地围绕着单个钠离子(Na)+).还有6个Na+离子立即围绕每个Cl- - - - - -离子。钠与氯的配位数为6。
氯化铯(CsCl) -中心铯离子(Cs)+)被8个氯离子包围。每个Cl- - - - - -也被8个c包围+。铯和氯的配位数是8。
氧化钛(TiO)2) -钛离子(Ti .4 +)被6个氧离子(O)包围2 -)离子。O2 -离子被三个钛包围4 +离子。Ti的配位数4 +阳离子和氧2 -阴离子分别是6和3。这也解释了为什么氧化钛的分子式是TiO2。
3.络合物离子或配位络合物-计算与中心原子相连的配体。
例子
四羰基镍或镍(CO)4-镍(Ni)的配位数为4,因为镍原子上有4个CO配体。
六氯铂酸盐或[PtCl6]2 --铂(Pt)的配位数为6,因为它与6个Cl相连- - - - - -配体。
六氧原子或[Fe(H)2O)6]2+-铁(Fe)的配位数为6,因为它与6个水(H)相连2O)配体。
八氰钼酸盐或[Mo(CN)]8]4−钼(Mo)的配位数是8,因为有8个氰化物(CN)- - - - - -)配体附着于其上。
配位数与分子几何
中心金属原子的配位数用来确定分子的结构。下表列出了所有可能的几何形状[2]。
配位数 | 几何 |
---|---|
2 | 线性 |
3. | 三角形平面,三角形锥体或t形 |
4 | 四面体或正方形平面 |
5 | 方形金字塔或三角双金字塔 |
6 | 六角形平面、三棱镜或八面体 |
7 | 有顶的八面体,有顶的三角棱镜,或五边形双锥体 |
8 | 立方体、六方双锥体、方形反棱体或十二面体 |
9 | 三面心三角棱镜 |
10 | 双截方形反棱镜 |
11 | 全面盖三角棱镜 |
12 | 立方八面体 |