Koordinacijska geometrija
{glavni|Kompleksna spojina}} Izraz koordinacijska geometrija se uporablja na številnih sorodnih področjih kemije in kemije/fizike trdne snovi.
Molekule
[uredi | uredi kodo]Koordinacijska geometrija molekul je geometrijska oblika, ki jo tvorijo atomi, vezani okrog centralnega atoma.
Anorganski koordinacijski kompleksi
[uredi | uredi kodo]V anorganskih koordinacijskih kompeksih tvorijo geometrijske vzorce atomi ligandov, ki so vezani na centralni atom molekule. Geometrijska razporeditev atomov je odvisna od števila in vrste ligandov in koordinacijskih prioritet centralnega atoma, ki je običajno kovina. Število vezanih atomov, se pravi število σ-vezi med centralnim atomom in ligandi, je koordinacijsko število. Geometrijski vzorec se lahko prikaže kot polieder, katerega oglišča so središča koordiniranih atomov v ligandih.[1]
Koordinacijska prioriteta centralnega atoma se pogosto spreminja z njegovim oksidacijskim stanjem. Število koordiniranih vezi (koordinacijsko število) lahko variira od 2 do 20 v Th(η5-C5H5)4.[2]
Ena od najbolj pogostih koordinacijskih geometrij je oktaeder, v katerem je šest ligandov koordiniranih na kovino v simetrični porazdelitvi. Če se središča ligandov povežejo s črtami, dobi molekula obliko oktaedra. Drugi pogosti koordinacijski geometriji sta tetraedska in kvadratno planarna.
Za razlago relativnih stabilnosti spojin prehodnih kovin z različnimi koordinacijskimi geometrijami, pa za tudi prisotnost ali odsotnost paramagnetizma, se lahko uporabi teorijo kristalnega polja.
Za napovedovanje geometrije kompleksov elementov iz glavnih skupin periodnega sistema se lahko uporabi tudi teorijo o odboju valenčnih elektronskih parov.
Kristalografija
[uredi | uredi kodo]Koordinacijska geometrija atomov v kristalni strukturi je geometrijski vzorec koordiniranih atomov, pri čemer je definicija koordiniranih atomov odvisna od uporabljenega modela.[1] V kuhinjski soli, na primer, je vsak natrijev atom obdan s po šestimi atomi klora v obliki oktaedra. V kovinskih kristalih s telesno centrirano kocko je vsak atom obdan z osmimi najbližjimi sosedi v obliki kocke. V kovinskih kristalih s ploskovno centrirano kocko je vsak atom obdan z dvanajstimi najbližjimi sosedi v kubično tetraedrski obliki.
Pregled geometrijskih oblik
[uredi | uredi kodo]V preglednici so prikazane geometrijske oblike in primeri kompleksov, v katerih se te oblike pojavljajo. V nediskretnih kompleksih so spojine in koordinacijske sfere prikazane v diskretnih enotah.
| Koordinacijsko število | Oblika | Primeri diskretnih (končnih) kompleksov | Primeri v kristalih | |
|---|---|---|---|---|
| 2 | linearna | 
|
Ag(CN)2− v KAg(CN)2[3] | Ag v srebrovem cianidu, Au v AuI[2] |
| 3 | trigonalno planarna | 
|
Cu(CN)32− v Na2Cu(CN)3.3H2O[2] |
O v TiO2 (rutil)[3] |
| 4 | tetragonalna | 
|
CoCl42−[2] | Zn in S v cinkovem sulfidu, Si v silicijevem dioksidu[3] |
| 4 | kvadratno planarna | 
|
AgF4−[2] | bakrov(II) oksid (CuO)[3] |
| 5 | trigonalno bipiramidalna | 
|
SnCl5−[3] | |
| 5 | kvadratno piramidalna | 
|
InCl52− v (NEt4)2InCl5[2] | |
| 6 | oktagonalna | 
|
Fe(H2O)62+[2] | Na in Cl v NaCl[3] |
| 6 | trigonalno prizmatična | Mo(SCHCHS)3[3] | As v nikljevem arzenidu (NiAs), Mo v molibdenovem disulfidu (MoS2)[3] | |
| 7 | pentagonalno bipiramidalna | 
|
ZrF73− v (NH4)3ZrF7[3] | Pa v protaktinijevem(V) kloridu (PaCl5) |
| 7 | face capped octahedral | [HoIII(PhCOCHCOPh)3(H2O)][4] | La v lantanovem(III) oksidu (A-La2O3) | |
| 7 | trigonalno prizmatična, square face monocapped | TaF72− v K2TaF7[3] | ||
| 8 | kubična | cezijev klorid (CsCl), kalcijev klorid (CaCl2) | ||
| 8 | kvadratno antiprizmatična | 
|
TaF83− in Na3TaF8[3] | torijev(IV) jodid (ThI4)[3] |
| 8 | dodekaedrska (pravilen naziv je bisdifenoidna, ker gre za deltaeder) | 
|
Mo(CN)84− v K4[Mo(CN)8].2H2O[3] | Zr in K2ZrF6[3] |
| 8 | heksagonalno bipiramidalna | 
|
N v litijevem nitridu (Li3N)[3] | |
| 8 | oktagonalna, trans-dvokapna | Ni v nikljevem arzenidu (NiAs); 6 As sosedov + 2 Ni na vrhu[5] | ||
| 8 | trigonalno prizmatična, triangular face bicapped | Ca in CaFe2O4[3] | ||
| 8 | trigonalno prizmatična, square face bicapped | PuBr3[3] | ||
| 9 | trigonalno prizmatična, square face tricapped | 
|
[ReH9]2− v kalijevem nonahidrorenatu[2] | SrCl2.6H2O , Th v RbTh3F13[3] |
| 9 | enokapno kvadratno antiprizmatična | [Th(tropolonate)4(H2O)][2] | La in LaTe2[3] | |
| 10 | dvokapno kvadratno antiprizmatična | Th(C2O4)42− [2] | ||
| 11 | Th v [ThIV(NO3)4(H2O)3] (NO3− je bidentat) [2] | |||
| 12 | ikozaedrska | 
|
Th v Th(NO3)62− ion v Mg[Th(NO3)6].8H2O [3] | |
| 12 | kuboktagonalna | 
|
ZrIV(η3−(BH4)4) | atomi v kovinah s ploskovno centrirano kocko, na primer Ca[3] |
| 12 | antikoboktaedrska, triangular orthobicupola | 
|
atomi v kompaktnih heksagonalnih skladih kovin, na primer Sc [3] | |
| 14 | dvokapno heksagonalno antiprizmatična | U(BH4)4[2] |
Poimenovanje anorganskih spojin
[uredi | uredi kodo]IUPAC je v svojem priporočilu za nomenklaturo anorganskih spojin leta 2005 uvedel poliedrski simbol,[6] ki opisuje geometrijo okrog centralnega atoma v spojini.
IUCr je predlagal simbol, ki je v kemijski formuli zapisan kot eksponent v oglatih oklepajih. Primer: CaF2 se zapiše kot Ca[8cb]F2[4t]. Zapis [8cb] pomeni kubično koordinacijo, [4t] pa tetraeder. Enakovredna zapisa IUPAC sta CU-8 in T-4.[6] IUPACovi simboli so primerni za kompleksne spojine in molekule, IUCrjevi pa za kristalinične trdne snovi.
Sklici
[uredi | uredi kodo]- ↑ 1,0 1,1 J. Lima DeFaria, E. Hellner, F. Liebau, E. Makovicky, E. Parthé (1989): Report of the International Union of Crystallography Commission on Crystallographic Nomenclature Subcommittee on the Nomenclature of Inorganic Structure Types [1] Arhivirano 2012-06-13 na Wayback Machine.
- ↑ 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 2,11 N.N. Greenwood; A. Earnshaw (1997). Chemistry of the Elements (2 izd.). Oxford [etc.] : Butterworth Heinemann. COBISS 18882053. ISBN 0-7506-3365-4.
- ↑ 3,00 3,01 3,02 3,03 3,04 3,05 3,06 3,07 3,08 3,09 3,10 3,11 3,12 3,13 3,14 3,15 3,16 3,17 3,18 3,19 3,20 3,21 A.F. Wells (1984). Structural Inorganic Chemistry (5 izd.). Oxford: Clarendon Press. COBISS 621359. ISBN 0-19-855370-6.
- ↑ Crystal and molecular structure of the heptacoordinate complex tris(diphenylpropanedionato)aquoholmium, Ho(PhCOCHCOPh)3.H2O, Zalkin A., Templeton D.H., Karraker D.G, Inorganic chemistry, 1969, 8, 12,2680-2684.
- ↑ David G. Pettifor, Bonding and Structure of Molecules and Solids, 1995, Oxford University Press,ISBN 0198517866
- ↑ 6,0 6,1 Nomenclature of Inorganic Chemistry IUPAC Recommentations 2005, ed. N. G. Connelly et al. RSC Publishing http://www.chem.qmul.ac.uk/iupac/bioinorg/