Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Sådan beregnes et koordineringsnummer

I fast stof danner atomer og molekyler en række geometriske strukturer afhængigt af, hvordan de kombineres. I hver struktur deler et centralt atom elektroner med andre atomer eller ioniske molekyler, og formen af ​​strukturen afhænger af, hvordan elektronerne deles. Koordinationsnummeret for det centrale atom er en indikator for hvor mange atomer eller molekyler der danner bindinger med, og det er en determinant for molekylær form og i sidste ende egenskaberne af det faste stof. For kovalent bundet molekyler og overgangsmetalkomplekser danner kemikere koordinationsnummeret fra den kemiske formel. De beregner koordinationsnummeret for metalliske faste stoffer ved at undersøge gitterstrukturen.

Kovalent bundne molekyler

I et kovalent bundet molekyle bestemmer kemikere koordinationsnummeret for det centrale atom ved at tælle antallet af bundne atomer. For eksempel i methanmolekylet er det centrale carbonatom bundet til fire hydrogenatomer, så dets koordinationsnummer er 4. Dette tal kan let bestemmes ud fra kemisk formel for methan: CH 4.

Det samme forhold gælder for ioniske forbindelser. For eksempel er koordineringstallet for carbontrioxidmolekylet (CO 3) 2- 3 og ladningen af ​​ionen er -2.

Overgangsmetalkomplekser

Overgangsmetaller, der optager kolonner 3 til 12 i det periodiske bord, danner komplekser med grupper af atomer, der hedder ligander. Koordinationen af ​​overgangsmetallet er igen givet ved antallet af atomer, med hvilke det centrale atom er bundet. For eksempel er koordinationsnummeret af den ioniske forbindelse CoCl 2 (NH 3) 4 + 6, fordi det centrale koboltatom binder med to chloratomer og fire nitrogenatomer. I FeN 4 2+ er koordinationsnummeret 4, fordi det er antallet af obligationer dannet af det centrale jernatom, selvom nitrogenatomer danner et gitterkompleks ved at binde sammen.

Metalliske faste stoffer

I metalliske faste stoffer er der ingen klar binding mellem par atomer, så kemikere bestemmer koordinering af strukturen ved at vælge et enkelt atom og tælle antallet af atomer, der omgiver det. For eksempel kan et atom, som er en del af en lagstruktur, have tre atomer under den, tre over den og seks omgivende den i samme lag. Samordningsnummeret for det pågældende atom ville være 12.
Atomer i en fast krystal formes ofte i geometriske strukturer kaldet celler, og disse celler gentager sig ad infinitum for at skabe krystalstrukturen. Dekryptering af cellens form gør det muligt at beregne koordinationsnummeret, hvilket er det samme for hvert atom i strukturen. For eksempel har en kubisk struktur et atom i midten omgivet af en på hvert hjørne, i alt otte, så koordinationsnummeret er 8.

Ionic Solids

Natriumchlorid (NaCl ) er et eksempel på et ionisk fast stof, som er en dannet af en kation (Na +) og en anion (Cl -). I et ionisk metal er koordinationsnummeret af kationen lig med antallet af anioner i umiddelbar nærhed af det. NaCl er en kubisk struktur, og hver natriumkation er omgivet af fire chlorioner på samme plan, såvel som en nedenfor og en ovenfor, så koordinationsnummeret er 6. Af samme grund er koordinationen af ​​hver chloranion også 6.

Klik for at udvide hele teksten