Между координационным числом и строением комплексных соединений (геометрией внутренней координационной сферы) наблюдается определенная закономерность. Ниже рассматриваются некоторые примеры такой закономерности.

3.1. Координационное число 2

Если комплексообразователь имеет координационное число 2, то, как правило, комплексный ион имеет линейное строение, а комплексообразователь и оба лиганда располагаются на одной прямой (валентный угол L – M – L равен 180°).
Линейное строение имеют такие комплексные ионы, как
[NH₃ – Ag – NH₃]⁺, [Cl – Cu – Cl]^- и другие. В этом случае атомные орбитали центрального атома (комплексообразователя), участвующие в образовании связи по донорно-акцепторному механизму, гибридизованы по типу sp.

3.2. Координационное число 3

Комплексы с координационным числом 3 встречаются сравнительно редко и обычно имеют форму равностороннего треугольника, в центре которого располагается комплексообразователь, а в углах находятся лиганды (гибридизация типа sp²).

Достоверным примером тройной координации является ион [HgI₃]^- :

Другой вариант расположения лигандов во внутренней координационной сфере при КЧ 3 – пирамидальный. Этот случай отвечает sp³-гибридизации атомных орбиталей комплексообразователя, причем одна из гибридных орбиталей не участвует в образовании связи, поскольку содержит неподеленную пару электронов.

Пример такого комплекса – ион [SnCl₃]^- :

3.3. Координационное число 4

Для соединений с координационным числом 4 имеются две возможности пространственного расположения лигандов. Это, во-первых, тетраэдрическое размещение лигандов с комплексообразователем в центре тетраэдра (sp³-гибридизация атомных орбиталей комплексообразователя):

Во-вторых, возможно плоскоквадратное расположение лигандов вокруг находящегося в центре квадрата атома комплексообразователя (гибридизация типа dsp²):

Большинство комплексных соединений, имеющих координационное число 4, построено тетраэдрически. Такая геометрия координационной сферы чаще всего энергетически несколько выгоднее квадратной.
Примерами могут служить тетраэдрически построенные комплексные ионы [BF₄]^-, [ZnCl₄]^2-, [Hg(CN)₄]^2-, [Zn(NH₃)₄]²⁺.

Плоскоквадратная конфигурация комплексов типична для таких комплексообразователей, как Pt(II), Ni(II), Cu(II) и некоторых других.
Например, квадратное строение имеют следующие комплексные ионы: [PtCl₄]^2-, [Ni(CN)₄]^2-, [Cu(NH₃)₄]²⁺.

Интересно, что для Pt(II) получены комплексные соединения разных видов, от комплексного катиона до комплексного аниона, причем во всех случаях геометрическая конфигурация комплексов плоскоквадратная:

[Pt(NH₃)₄]²⁺ ® [Pt(NH₃)₃Cl]⁺ ® [Pt(NH₃)₂Cl₂]⁰ ® [Pt(NH₃)Cl₃]^- ® [PtCl₄]^2-

3.4. Координационное число 5

Координационное число 5 встречается у комплексных соединений довольно редко. Тем не менее в том небольшом количестве комплексных соединений, где комплексообразователь окружен пятью лигандами, установлены две пространственные конфигурации. Это тригональная бипирамида и квадратная пирамида с комплексообразователем в центре геометрической фигуры - sp³d(z²)- и sp³d(x²-y²)-гибридизация:

3.5. Координационное число 6 и выше

Для комплексов с координационным числом 6 характерно октаэдрическое расположение лигандов, что отвечает sp³d²- или d²sp³-гибридизации атомных орбиталей комплексообразователя:

Октаэдрическим строением обладают ионы [PtCl₆]^2-, [Fe(CN)]₆]^3-, [Al(H₂O)₂(OH)₄]^-, [SnCl₆]^2-, [Co(NO₂)₆]^3- и многие другие. Октаэдрическое строение комплексов с координационным числом 6 является наиболее энергетически выгодным.

Геометрия комплексов с КЧ 7 отвечает пентагональной бипирамиде (sp³d³-гибридизация). Если координационное число принимает большее значение, то конфигурация комплекса сильно усложняется, причем возможно существование нескольких координационных многогранников, взаимно превращающихся друг в друга.

Повторить:

3.1. Координационное число 2 || 3.2. Координационное число 3 ||
3.3. Координационное число 4 || 3.4. Координационное число 5 ||
3.5. Координационное число 6 и выше

_________________________

Отвечать на вопросы >>>

Приложения >>>

Содержание >>>

Заглавная страница >>>