Термин координационная геометрия используется в ряде смежных областей химии и химии / физики твердого тела.
Координационная геометрия атома - это геометрический узор, образованный атомами вокруг центрального атома.
В области неорганических координационных комплексов это геометрический узор, образованный атомами в лигандах, которые связаны с центральный атом в молекуле или координационном комплексе. Геометрическое расположение будет варьироваться в зависимости от количества и типа лигандов, связанных с металлическим центром, и от предпочтительной координации центрального атома, обычно металла в координационном комплексе . Число связанных атомов (то есть число σ-связей между центральным атомом и лигандами) называется координационным числом. Геометрический узор можно описать как многогранник, где вершины многогранника являются центрами координирующих атомов в лигандах.
Предпочтение координации металла часто зависит от его степени окисления.. Число координационных связей (координационное число ) может варьироваться от двух до 20 в Th (η-C 5H5)4.
Одна из наиболее распространенных координационных геометрий - октаэдрическая, где шесть лиганды скоординированы с металлом в симметричном распределении, что приводит к образованию октаэдра, если между лигандами проводят линии. Другими распространенными геометрическими конфигурациями являются тетраэдр и плоский квадрат..
Теория кристаллического поля может быть использована для объяснения относительной стабильности соединений переходных металлов с различной координационной геометрией, а также наличия или отсутствия парамагнетизма, тогда как VSEPR может использоваться для комплексов элемента основной группы для предсказания геометрии.
В кристаллической структуре координационная геометрия атома представляет собой геометрический образец координирующих атомов где определение координирующих атомов зависит от используемой модели связи. Например, в ионной структуре каменной соли Таким образом, каждый атом натрия имеет шесть ближайших соседних ионов натрия в октаэдрической геометрии, и каждый хлорид имеет аналогично шесть ближайших ионов натрия в октаэдрической геометрии. В металлах с объемно-центрированной кубической (ОЦК) структурой каждый атом имеет восемь ближайших соседей в кубической геометрии. В металлах с гранецентрированной кубической (ГЦК) структурой каждый атом имеет двенадцать ближайших соседей в геометрии кубооктаэдра.
Таблица встречающихся координационных геометрий показана ниже с примерами их присутствия в комплексах, обнаруженных в виде дискретных единиц в соединениях и координационных сферах вокруг атомов в кристаллах (где есть нет дискретного комплекса).
Координационное число | Геометрия | Примеры дискретных (конечных) сложных | Примеры в кристаллах (бесконечные твердые тела) | |
---|---|---|---|---|
2 | линейные | Ag (CN) 2 в KAg (CN) 2 | Ag в цианиде серебра,. Au в AuI | |
3 | тригональной плоскости | HgI 3 | O в TiO 2 рутиле структура | |
4 | тетраэдрическая | CoCl 4 | Zn и S в сульфиде цинка, Si в диоксиде кремния | |
4 | квадратный плоский | AgF 4 | CuO | |
5 | тригонально-бипирамидный | SnCl 5 | ||
5 | квадратно-пирамидальный | InCl 5 в (NEt 4)2InCl 5 | ||
6 | октаэдрический | Fe (H 2O)6 | Na и Cl в NaCl | |
6 | тригонально-призматический | W (CH 3)6 | Как в NiAs, Mo в MoS 2 | |
7 | пятиугольный бипирамидальный | ZrF 7 в (NH 4)3ZrF 7 | Па на дюйм PaCl 5 | |
7 | октаэдрический блок с верхним слоем | MoF 7 | La в A-La 2O3 | |
7 | тригонально-призматический блок с замком | TaF 7 в K 2 TaF 7 | ||
8 | квадратный антипризматический | TaF 8 в Na 3 TaF 8. Zr (H 2O)8водный комплекс | Иодид тория (IV) | |
8 | додекаэдрический. (примечание: хотя этот термин обычно используется., правильный термин - «бисдисфеноид». или «курносый дисфеноид », поскольку этот многогранник является дельтаэдром ) | Mo (CN) 8 в K 4 [Mo (CN) 8 ].2H 2O | Zr в K 2 ZrF 6 | |
8 | треугольный призматический с двумя колпачками | ZrF 8 | PuBr 3 | |
8 | куб | хлорид цезия, фторид кальция | ||
8 | гексагональный бипирамидальный | N в Li3N | ||
8 | октаэдрическом, транс-двукратном | Ni в арсениде никеля, NiAs; 6 в качестве соседей + 2 покрывающих никеля | ||
8 | тригонально-призматических, треугольных граней с двойной перемычкой | Ca в CaFe 2O4 | ||
9 | трехгранных треугольных призматических | [ReH 9 ] в нонагидридорфенате калия. Th (H 2O)9аквакомплекс | SrCl 2.6H 2 O, Th в RbTh 3F13 | |
9 | квадратный антипризматический блок | [Th (трополонат) 4(H2O)] | La в LaTe 2 | |
10 | квадратный антипризматический | Th (C 2O4)4 | ||
11 | Th в [Th (NO 3)4(H2O)3] (NO 3 является бидентатным) | |||
12 | икосаэдр | Th в Th (ион NO 3)6в Mg [Th (NO 3)6].8H 2O | ||
12 | кубооктаэдр | Zr (η- (BH 4)4) | атомов в ГЦК-металлах например, Ca | |
12 | антикубоктаэдр (треугольный ортобикупола ) | атомы в ГПУ-металлах например, Sc | ||
12 | с двойными колпачками гексагональный антипризматический | U (BH 4)4 |
ИЮПАК ввел многогранный символ как часть их номенклатуры неорганической химии ИЮПАК 2005 рекомендаций для описания геометрии вокруг атома в. IUCr предложил символ, который в химической формуле отображается в виде верхнего индекса в квадратных скобках. Например, CaF 2 будет CaF 2, где [8cb] означает кубическую координацию, а [4t] означает тетраэдр. Эквивалентными символами в IUPAC являются CU-8 и T-4 соответственно.. Символ IUPAC применим к комплексам и молекулам, тогда как предложение IUCr применяется к кристаллическим твердым веществам.