Координационная геометрия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Термин геометрическая координация используется в целом ряде смежных областей химии — химии твердого тела/физики и не только.

Молекулы[править | править вики-текст]

Координационная геометрия атома в геометрическом соединении, образованном атомами вокруг центрального атома.

Координационные комплексы неорганических соединений[править | править вики-текст]

В области неорганических геометрических комплексов координации эти соединения являются геометрическими моделями, образованными атомами лигандов, которые связаны с центральным атомом в молекуле и комплексным соединением. Геометрическое расположение варьируется в зависимости от количества и типа лигандов, связанных с центром, состоящим из металла, а также координационного преимущества (англ. the coordination preference) центрального атома, как правило, металла в координационном комплексе. Число соединений (то есть число σ-связей между центральным атомом и лигандами), называется координационным числом. Геометрическая модель может быть описана как многогранник, где вершины многогранника являются центрами координации атомов лигандов.

Координационное преимущество металла часто варьируется в зависимости от его степени окисления. Число координационных связей (координационное число) может варьироваться от двух до 20.

Одна из самых распространенных геометрических координаций — октаэдрическая, где шесть лигандов координируются к металлу симметричным распределением, что ведет к образованию октаэдра, если линии нарисованы между лигандами. Менее встречающиеся в общей геометрии координации являются формы тетраэдра и «плоского квадрата» (2D квадрат).

Теория кристаллического поля может быть использована для объяснения относительной устойчивости соединений переходных металлов различной геометрической координации, а также наличия или отсутствия парамагнетизма.

ТОЭП может быть использована для предсказания геометрии комплексов основных элементов группы (исключение составляют актиноиды и лантаноиды).

Кристаллографическое использование[править | править вики-текст]

В кристаллической структуре геометрическая модель атома является геометрической структурой координации атомов, где определение координации атомов зависит от связей в модели. Например, в каменной соли, ионный состав каждого атома натрия содержит шесть ближайших соседних хлорид-ионов в октаэдрической геометрии и каждый хлорид аналогично — шесть соседних ионов натрия в октаэдрической геометрии. В металлах с объемноцентрированной структурой каждый атом имеет связь с восмью ближайшими другими атомами с кубической геометрией. В металлах с гранецентрированной кубической структурой каждый атом имеет двенадцать связей с соседними атомами с кубооктаэдрической геометрией.


Таблица координационной геометрии
Координационное число Геометрия Изображение Примеры дискретных (конечных) комплексов Примеры на кристаллах
2 линейная Linear-3D-balls.png Ag(CN)2 в KAg(CN)2 Ag в цианиде серебра,
Au в AuI
3 плоский треугольник Trigonal-3D-balls.png Cu(CN)32− в Na2Cu(CN)3·3H2O O в TiO2 (структура рутила)
4 тетраэдр Tetrahedral-3D-balls.png CoCl42− Zn и S в сульфиде цинка, Si в диоксиде кремния
4 квадрат Square-planar-3D-balls.png AgF4 CuO
5 тригональная бипирамидальная Trigonal-bipyramidal-3D-balls.png SnCl5
5 квадратная пирамидальная Square-pyramidal-3D-balls.png InCl52− в (NEt4)2InCl5
6 октаэдр Octahedral-3D-balls.png Fe(H2O)62+ Na и Cl в хлориде натрия
6 тригональная призматическая Trigonal prism.png Mo(SCHCHS)3 As в NiAs, Mo в MoS2
7 пентагональная бипирамидальная Pentagonal-bipyramidal-3D-balls.png ZrF73− в (NH4)3ZrF7 Pa в PaCl5
7 гранецентрированная октаэдрическая [HoIII(PhCOCHCOPh)3(H2O)] La в La2O3
7 тригональная призматическая, квадратическая моногранецентрированная TaF72− в K2TaF7
8 куб Хлорид цезия, фторид кальция
8 квадратная антипризматическая Square antiprism.png TaF83− в Na3TaF8 Хлорид тория(IV)
8 додекаэдр Snub disphenoid.png Mo(CN)84− в K4[Mo(CN)8].2H2O Zr в K2ZrF6
8 гексагональная бипирамидальная Hexagonale bipiramide.png N в Li3N
8 октаэдр Ni в арсениде никеля
8 тригональная призматическая Ca в CaFe2O4
8 тригональная призматическая, квадратная лицевая двуребристая PuBr3
9 тригональная призматическая, квадратная лицевая триребристая Nonahydridorhenate-3D-balls.png [ReH9]2− в нонагидроренате калия SrCl2·6H2O , Th в RbTh3F13
9 англ. monocapped square antiprismatic [Th(торополонат)4(H2O)] La в LaTe2
10 англ. bicapped square antiprismatic Th(C2O4)42−
11 Th в [ThIV(NO3)4(H2O)3] (NO3)
12 иксоаэдр Icosahedron.png Th в Th(NO3)62−-ион в Mg[Th(NO3)6]·8H2O
12 кубооктаэдрон Cuboctahedron.png ZrIV(η³−(BH4)4)
12 антикубооктаэдон Triangular orthobicupola.png
14 двуребристая антипризматичная гексагональная U(BH4)4
15 [Th(H3BN(CH3)2BH3)4]

Где нет дискретных комплексов означает, что соединения найдены как отдельные единицы сфер вокруг атомов в кристаллах

Именование неорганических соединений[править | править вики-текст]

ИЮПАК ввел полиэдрический символ (англ. Polyhedral symbol) в части «рекомендации номенклатуры по ИЮПАК в неорганической химии 2005» (англ. IUPAC nomenclature of inorganic chemistry 2005 recommendations) для описания геометрии вокруг атома в соединении.

IUCr (International Union of Crystallography) предложили символ, который показывается как верхний индекс в квадратных скобках в химической формуле. Например, CaF2 будет записан как Ca[8СВ]F2[4T], где [8СВ] означает что это кубическая координация и [4T] означает — четырехгранная. Эквивалентный символ в ИЮПАК обозначается как CU−8 и T-4 соответственно.

Символ ИЮПАК применим к комплексам и молекулам, в то время как по предложению IUCr это относится к кристаллическим твердым телам.

См. также[править | править вики-текст]