El término geometría de coordinación se utiliza en varios campos relacionados de la química y la química / física del estado sólido.
Moléculas
La geometría de coordinación de un átomo es el patrón geométrico formado por átomos alrededor del átomo central.
Complejos de coordinación inorgánicos
En el campo de los complejos de coordinación inorgánicos es el patrón geométrico formado por los átomos en los ligandos que están unidos al átomo central en una molécula o un complejo de coordinación . La disposición geométrica variará según el número y tipo de ligandos unidos al centro del metal y según la preferencia de coordinación del átomo central, típicamente un metal en un complejo de coordinación . El número de átomos enlazados (es decir, el número de enlaces σ entre el átomo central y los ligandos) se denomina número de coordinación . El patrón geométrico se puede describir como un poliedro donde los vértices del poliedro son los centros de los átomos coordinadores en los ligandos. [1]
La preferencia de coordinación de un metal a menudo varía con su estado de oxidación. El número de enlaces de coordinación ( número de coordinación ) puede variar desde dos hasta 20 en Th (η 5 -C 5 H 5 ) 4 . [2]
Una de las geometrías de coordinación más comunes es la octaédrica , donde seis ligandos se coordinan con el metal en una distribución simétrica, lo que lleva a la formación de un octaedro si se trazan líneas entre los ligandos. Otras geometrías de coordinación comunes son tetraédricas y cuadradas planas .
La teoría del campo cristalino puede usarse para explicar las estabilidades relativas de compuestos de metales de transición de diferente geometría de coordinación, así como la presencia o ausencia de paramagnetismo , mientras que la VSEPR puede usarse para complejos de elementos del grupo principal para predecir la geometría.
Uso de cristalografía
En una estructura cristalina, la geometría de coordinación de un átomo es el patrón geométrico de átomos coordinadores donde la definición de átomos coordinadores depende del modelo de enlace utilizado. [1] Por ejemplo, en la estructura iónica de la sal de roca, cada átomo de sodio tiene seis iones cloruro vecinos cercanos en una geometría octaédrica y cada cloruro tiene de manera similar seis iones sodio vecinos cercanos en una geometría octaédrica. En los metales con estructura cúbica centrada en el cuerpo (bcc), cada átomo tiene ocho vecinos más cercanos en una geometría cúbica. En metales con la estructura cúbica centrada en la cara (fcc), cada átomo tiene doce vecinos más cercanos en una geometría cuboctaédrica .
Tabla de geometrías de coordinación
A continuación se muestra una tabla de las geometrías de coordinación encontradas con ejemplos de su aparición en complejos encontrados como unidades discretas en compuestos y esferas de coordinación alrededor de átomos en cristales (donde no hay complejo discreto).
Número de coordinación | Geometría | Ejemplos de complejo discreto (finito) | Ejemplos en cristales (sólidos infinitos) | |
---|---|---|---|---|
2 | lineal | Ag (CN) 2 - en KAg (CN) 2 [3] | Ag en cianuro de plata , Au en AuI [2] | |
3 | trigonal plana | HgI 3 - [2] | O en estructura de rutilo de TiO 2 [3] | |
4 | tetraédrico | CoCl 4 2− [2] | Zn y S en sulfuro de zinc , Si en dióxido de silicio [3] | |
4 | plano cuadrado | AgF 4 - [2] | CuO [3] | |
5 | triangular bipiramidal | SnCl 5 - [3] | ||
5 | piramidal cuadrada | InCl 5 2− in (NEt 4 ) 2 InCl 5 [2] | ||
6 | octaédrico | Fe (H 2 O) 6 2+ [2] | Na y Cl en NaCl [3] | |
6 | prismático trigonal | W (CH 3 ) 6 [4] | Como en NiA , Mo en MoS 2 [3] | |
7 | pentagonal bipiramidal | ZrF 7 3− en (NH 4 ) 3 ZrF 7 [3] | Pa en PaCl 5 | |
7 | octaédrico coronado | MoF 7 - [5] | La en A-La 2 O 3 | |
7 | prismático trigonal tapado | TaF 7 2− en K 2 TaF 7 [3] | ||
8 | cuadrado antipismático | TaF 8 3− en Na 3 TaF 8 [3] Zr (H 2 O) 8 4+ complejo acuático [6] | Yoduro de torio (IV) [3] | |
8 | dodecaédrico (nota: aunque este es el término que se usa generalmente , el término correcto es "bisdisfenoide" [3] o " disfenoide chato " ya que este poliedro es un deltaedro ) | Mo (CN) 8 4− en K 4 [Mo (CN) 8 ] .2H 2 O [3] | Zr en K 2 ZrF 6 [3] | |
8 | prismático trigonal bicapado | ZrF 8 4− [7] | PuBr 3 [3] | |
8 | cúbico | Cloruro de cesio , fluoruro de calcio | ||
8 | bipiramidal hexagonal | N en Li 3 N [3] | ||
8 | octaédrico, trans-bicapado | Ni en arseniuro de níquel , NiAs; 6 Como vecinos + 2 Ni tapado [8] | ||
8 | prismático trigonal, cara triangular bicapada | Ca en CaFe 2 O 4 [3] | ||
9 | prismático trigonal tricapado | [ReH 9 ] 2− en nonahidrrenato de potasio [2] Th (H 2 O) 9 4+ complejo acuoso [6] | SrCl 2 .6H 2 O, Th en RbTh 3 F 13 [3] | |
9 | cuadrado con tapa antipismático | [Th (tropolonato) 4 (H 2 O)] [2] | La en LaTe 2 [3] | |
10 | antipismático cuadrado bicapado | Th (C 2 O 4 ) 4 2− [2] | ||
11 | Th en [Th IV (NO 3 ) 4 (H 2 O) 3 ] (NO 3 - es bidentado) [2] | |||
12 | icosaedro | Th en Th (NO 3 ) 6 2− ion en Mg [Th (NO 3 ) 6 ] .8H 2 O [3] | ||
12 | cuboctaedro | Zr IV (η 3 - (BH 4 ) 4 ) | átomos en metales fcc, p. ej. Ca [3] | |
12 | anticuboctaedro ( ortobicúpula triangular ) | átomos en metales hcp, por ejemplo, Sc [3] | ||
12 | antipismático hexagonal bicap | U (BH 4 ) 4 [2] |
Denominación de compuestos inorgánicos
La IUPAC ha introducido el símbolo poliédrico como parte de su nomenclatura IUPAC de las recomendaciones de química inorgánica de 2005 para describir la geometría alrededor de un átomo en un compuesto. [9]
IUCr ha propuesto un símbolo que se muestra como un superíndice entre corchetes en la fórmula química. Por ejemplo, CaF 2 sería Ca [8cb] F 2 [4t] , donde [8cb] significa coordinación cúbica y [4t] significa tetraédrico. Los símbolos equivalentes en IUPAC son CU −8 y T −4 respectivamente. [1]
El símbolo IUPAC se aplica a complejos y moléculas, mientras que la propuesta IUCr se aplica a sólidos cristalinos.
Ver también
- Geometría molecular
- VSEPR
- Teoría del campo de ligando
- Efecto cis
- Adición a ligandos pi
Referencias
- ^ a b c J. Lima-de-Faria; E. Hellner; F. Liebau; E. Makovicky; E. Parthé (1990). "Informe de la Comisión de la Unión Internacional de Cristalografía sobre el Subcomité de Nomenclatura Cristalográfica sobre la Nomenclatura de Tipos de Estructura Inorgánica" . Acta Crystallogr. Una . 46 : 1-11. doi : 10.1107 / S0108767389008834 . Archivado desde el original el 13 de junio de 2012 . Consultado el 12 de septiembre de 2008 .
- ^ a b c d e f g h yo j k l Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v Wells AF (1984) Química inorgánica estructural 5a edición Publicaciones científicas de Oxford ISBN 0-19-855370-6
- ^ Housecroft, CE; Sharpe, AG (2004). Química inorgánica (2ª ed.). Prentice Hall. pag. 725. ISBN 978-0-13-039913-7.
- ^ Kaupp, Martin (2001). " Estructuras y enlaces " no VSEPR "en sistemas d (0)". Angew Chem Int Ed Engl . 40 (1): 3534–3565. doi : 10.1002 / 1521-3773 (20011001) 40:19 <3534 :: AID-ANIE3534> 3.0.CO; 2- # .
- ^ a b Persson, Ingmar (2010). "Iones metálicos hidratados en solución acuosa: ¿Cuán regulares son sus estructuras?" . Química pura y aplicada . 82 (10): 1901-1917. doi : 10.1351 / PAC-CON-09-10-22 . ISSN 0033-4545 .
- ^ Jeremy K. Burdett; Roald Hoffmann; Robert C. Fay (1978). "Ocho-Coordinación". Química inorgánica . 17 (9): 2553-2568. doi : 10.1021 / ic50187a041 .
- ^ David G. Pettifor, Unión y estructura de moléculas y sólidos , 1995, Oxford University Press, ISBN 0-19-851786-6
- ^ NOMENCLATURA DE QUÍMICA INORGÁNICA Recomendaciones de la IUPAC 2005 ed. NG Connelly y col. RSC Publishing http://www.chem.qmul.ac.uk/iupac/bioinorg/