Conţinut
În materie solidă, atomii și moleculele formează o varietate de structuri geometrice în funcție de modul în care se combină.În fiecare structură, un atom central împarte electronii cu alți atomi sau molecule ionice, iar forma structurii depinde de modul în care se împart electronii. Numărul de coordonare pentru atomul central este un indicator al câtor atomi sau molecule formează legături cu acesta și acesta este un factor determinant al formei moleculare și în cele din urmă a proprietăților solidului. Pentru moleculele legate covalent și complexele de metale de tranziție, chimiștii obțin numărul de coordonare din formula chimică. Aceștia calculează numărul de coordonare a solidelor metalice examinând structura de zăbrele.
Molecule cu legătură covalentă
Într-o moleculă legată covalent, chimiștii determină numărul de coordonare a atomului central prin numărarea numărului de atomi legați. De exemplu, în molecula de metan, atomul de carbon central este legat la patru atomi de hidrogen, deci numărul său de coordonare este 4. Acest număr poate fi ușor determinat din formula chimică pentru metan: CH4.
Aceeași relație este valabilă și pentru compușii ionici. De exemplu, numărul de coordonare a moleculei de trioxid de carbon (CO)3)2- este 3, iar încărcarea ionului este -2.
Complexe metalice de tranziție
Metalele de tranziție, care ocupă coloanele 3 până la 12 din tabelul periodic, formează complexe cu grupuri de atomi numiți liganzi. Coordonarea metalului de tranziție este dată din nou de numărul de atomi cu care este legat atomul central. De exemplu, numărul de coordonare al compusului ionic CoCl2(NH3)4+ este 6, deoarece atomul central de cobalt se leagă cu doi atomi de clor și patru atomi de azot. În FeN42+, numărul de coordonare este 4 deoarece acesta este numărul de legături formate de atomul de fier central, chiar dacă atomii de azot formează un complex de zăpadă prin legarea între ei.
Solidele metalice
În solidele metalice, nu există o legătură clară între perechile de atomi, astfel încât chimiștii determină coordonarea structurii alegând un singur atom și numărând numărul de atomi care îl înconjoară imediat. De exemplu, un atom care face parte dintr-o structură de strat poate avea trei atomi sub el, trei deasupra lui și șase înconjurați-l în același strat. Numărul de coordonare pentru acel atom ar fi 12.
Atomii dintr-un cristal solid se formează adesea în structuri geometrice numite celule, iar aceste celule se repetă ad infinitum pentru a crea structura cristalului. Descifrarea formei celulei face posibilă calcularea numărului de coordonare, care este același pentru fiecare atom din structură. De exemplu, o structură cubică are un atom în mijloc înconjurat de câte unul pe fiecare colț, pentru un total de opt, deci numărul de coordonare este 8.
Solidele ionice
Clorura de sodiu (NaCl) este un exemplu de solid ionic, care este format dintr-un cation (Na+) și un anion (Cl-). Într-un metal ionic, numărul de coordonare al cationului este egal cu numărul de anioni în imediata apropiere cu acesta. NaCl este o structură cubică și fiecare cation de sodiu este înconjurat de patru ioni de clor pe același plan, precum și unul de dedesubt și unul de mai sus, deci numărul de coordonare este 6. Din același motiv, coordonarea fiecărui anion clor este de asemenea 6.