Vikipediya

Koordinatsion son

Kimyo, kristallografiya va materialshunoslikda molekula yoki kristalldagi markaziy atomning koordinatsion soni, shuningdek, liganitsiya deb ham ataladi. Markaziy ion/molekula/atom atrofidagi ion/molekula/atom ligand deb ataladi. Bu raqam molekulalar uchun kristallarga qaraganda biroz boshqacha aniqlanadi.

Molekulalar va koʻp atomli ionlar uchun atomning koordinatsion raqami u bogʻlangan boshqa atomlarni hisoblash yoʻli bilan aniqlanadi (bitta yoki koʻp bogʻlanish orqali). Masalan, [Cr(NH 3) 2 Cl 2 Br 2 ] - markaziy kationi sifatida Cr 3+ ga ega, uning koordinatsion raqami 6 ga teng va heksakoordinata sifatida tavsiflanadi. Umumiy koordinatsion raqamlar 4, 6 va 8 dir.

Molekulalar, koʻp atomli ionlar va koordinatsion komplekslar

tahrir
 
12 koordinatali metall markazga ega boʻlgan gazsimon U(BH 4) 4 ning sharli va tayoqchali modeli.[1]
 
[Co(NH 3) 6 ] 3+, oktaedral molekulyar geometriyaga ega 6 koordinatali metall markazga ega.
 
Xloro(trifenilfosfin)oltin(I), 2 koordinatali metall markaziga ega.

Kimyoda dastlab 1893-yilda Alfred Verner tomonidan aniqlangan koordinatsion raqam (C. N.) molekula yoki iondagi markaziy atomning qoʻshnilarining umumiy sonidir.[2] Kontseptsiya koʻpincha muvofiqlashtirish komplekslariga nisbatan qoʻllanadi.

Oddiy va oddiy holatlar

tahrir

d guruppa oʻtish metall komplekslari uchun eng keng tarqalgan koordinatsion raqam 6 ga teng. CN bunday komplekslarning geometriyasini farqlamaydi, yaʼni oktaedral va trigonal prizmatik.

Oʻtish metall komplekslari uchun koordinatsion raqamlar 2 dan (masalan, Ph 3 PAuCl da Au I) 9 gacha (masalan, [ReH 9 ] 2− da Re VII). f guruppa metallari (lantanoidlar va aktinoidlar) kattaroq ion radiuslari va bogʻlanish uchun koʻproq orbitallarning mavjudligi tufayli yuqori koordinatsiya sonini sigʻdira oladi. Odatda f -guruppa elementlari uchun 8 dan 12 gacha koordinatsion raqamlar kuzatiladi. Masalan, bidentat nitrat ionlari ligand sifatida Ce IV va Th IV 12 koordinatali ionlarni [Ce(NO 3) 6 ] 2− (serik ammoniy selitrasi) va [Th(NO 3) 6 ] 2− hosil qiladi. Atrofdagi ligandlar markaziy atomdan ancha kichik boʻlsa, undan ham yuqori koordinatsion raqamlar boʻlishi mumkin. Hisoblash kimyosi boʻyicha bir tadqiqot ayniqsa barqaror PbHe2+ ni bashorat qildiPbHe</br> PbHe ion 15 dan kam boʻlmagan geliy atomlari bilan muvofiqlashtirilgan markaziy qoʻrgʻoshin ionidan iborat.[3] Frank-Kasper fazalari orasida metall atomlarining oʻrami 16 tagacha koordinatsion raqamlarni berishi mumkin.[4] Aksincha, sterik ekranlanish juda past koordinatsion raqamlarga olib kelishi mumkin. Koordinatsion raqami 1 boʻlgan metallning juda kam uchraydigan holati terfenilga asoslangan ariltaliy (I) kompleksi 2,6-Tipp 2 C 6 H 3 Tlda uchraydi, bu yerda Tipp 2,4,6-triizopropilfenil guruhidir.[5]

Polihapto ligandlari

tahrir

Koordinatsion raqamlar polihapto ligandlari bilan ishlashda noaniq boʻlib qoladi. Siklopentadienid ioni [C 5 H 5 ] -, alkenlar va siklooktetraenid ioni [C 8 H 8 ] 2− kabi p-elektron ligandlar uchun p-elektron sistemasidagi markaziy atom bilan bogʻlangan qoʻshni atomlar soni. haptiklik deb ataladi. Ferrotsenda har bir siklopentadienid anionining haptikligi, ē, besh, Fe(ē 5 -C 5 H 5) 2 ga teng. Har bir siklopentadienid ligand tomonidan markaziy temir atomining koordinatsion raqamiga qoʻshgan hissasini belgilashning turli usullari mavjud. Hissa bitta ligand boʻlgani sababli bitta yoki qoʻshni beshta atom mavjud boʻlgani sababli beshta yoki uchta elektron juft ishtirok etganligi sababli uchta deb belgilanishi mumkin. Odatda elektron juftlar soni olinadi.[6]

Yuzaki va rekonstruksiya

tahrir

Koordinatsion raqamlar kristall panjaraning ichki qismidagi atomlar uchun yaxshi aniqlangan: barcha yoʻnalishdagi eng yaqin qoʻshnilarni sanash kerak. Ichki atomning qoʻshnilari soni ommaviy koordinatsion raqam deb ataladi. Sirtlar uchun qoʻshnilar soni koʻproq cheklangan, shuning uchun sirt koordinatsiya soni ommaviy muvofiqlashtirish sonidan kichikroq. Koʻpincha sirt koordinatsiya raqami nomaʼlum yoki oʻzgaruvchan.[7] Sirt koordinatsiya soni ham sirtning Miller indekslariga bogʻliq. Tana markazlashtirilgan kubik (BCC) kristalida massa koordinatsion soni 8 ga teng, (100) sirt uchun esa sirt koordinatsiya soni 4 ga teng.[8]

Keys tadqiqotlari

tahrir

Atomning koordinatsion sonini aniqlashning keng tarqalgan usuli bu rentgen kristallografiyasidir. Tegishli texnikalar neytron yoki elektron diffraktsiyasini oʻz ichiga oladi.[9] Atomning koordinatsion raqamini eng yaqin qoʻshnilarni sanash orqali toʻgʻridan-toʻgʻri aniqlash mumkin.

 -alyuminiy muntazam kubikli yaqin oʻralgan tuzilishga ega, fcc, bu yerda har bir alyuminiy atomining 12 ta eng yaqin qoʻshnisi, 6 tasi bir xil tekislikda va 3 tasi yuqorida va pastda, koordinatsion koʻpburchak esa kuboktaedrdir.  Temir tanasi markazlashtirilgan kubik tuzilishga ega boʻlib, har bir temir atomi kubning burchaklarida joylashgan 8 ta eng yaqin qoʻshniga ega.

 
Grafit qatlami, uglerod atomlari va C-C aloqalari qora rangda koʻrsatilgan.

Uglerodning ikkita eng keng tarqalgan allotroplari turli xil koordinatsiya raqamlariga ega. Olmosda har bir uglerod atomi toʻrtta boshqa uglerod atomlari tomonidan tashkil etilgan muntazam tetraedrning markazida joylashgan boʻlib, koordinatsion raqami metan uchun toʻrtta. Grafit ikki oʻlchovli qatlamlardan iborat boʻlib, unda har bir uglerod uchta boshqa uglerod bilan kovalent bogʻlangan; boshqa qatlamlardagi atomlar uzoqroqda joylashgan va eng yaqin qoʻshnilar emas, koordinatsion raqam 3 ga teng[10]

 
bcc tuzilishi
 
Oltinchi koordinatsion ionlar juda nosimmetrik „tosh tuzi tuzilishi“ ni tashkil qiladi.

Natriy xlorid va seziy xlorid kabi muntazam panjaralari boʻlgan kimyoviy birikmalar uchun eng yaqin qoʻshnilarni hisoblash ionlarning muhiti haqida yaxshi rasm beradi. Natriy xloridda har bir natriy ioni eng yaqin qoʻshni sifatida 6 xlorid ioniga ega (276  pm da) oktaedr burchaklarida va har bir xlorid ionida 6 ta natriy atomi mavjud (shuningdek, 276 pm da) oktaedrning burchaklarida. Seziy xloridda har bir seziy kubning burchaklarida joylashgan 8 ta xlorid ioniga ega (soat 356 da) va har bir xloridda sakkizta seziy ioni (shuningdek, 356 da) mavjud. pm) kubning burchaklarida.

Murakkabliklar

tahrir

Baʼzi birikmalarda metall-ligand bogʻlari hammasi bir xil masofada boʻlmasligi mumkin. Misol uchun, PbCl 2 da Pb 2+ ning koordinatsion raqami qaysi xloridlar ligand sifatida tayinlanganiga qarab etti yoki toʻqqizta deb aytish mumkin. Etti xlorid ligandlari Pb-Cl 280-309 masofaga ega pm. Ikki xlorid ligandlari uzoqroq, Pb-Cl masofalari 370. pm ga teng boʻladi[11]

Baʼzi hollarda koordinatsion raqamning boshqa taʼrifi qoʻllanadi, u eng yaqin qoʻshnilarga qaraganda uzoqroq masofada joylashgan atomlarni oʻz ichiga oladi. Xalqaro kristallografiya ittifoqi (IUCR) tomonidan qabul qilingan juda keng taʼrifda aytilishicha, kristall qattiq moddadagi atomning koordinatsion soni kimyoviy bogʻlanish modeliga va koordinatsion raqamni hisoblash usuliga bogʻliq.[12][13]

Baʼzi metallar tartibsiz tuzilishga ega. Misol uchun, sink buzilgan olti burchakli yaqin qadoqlangan tuzilishga ega. Sferalarning muntazam olti burchakli yaqin oʻrami har bir atomning 12 ta eng yaqin qoʻshnisi va uchburchak ortobikupol (shuningdek, antikuboktaedr yoki egizak kuboktaedr deb ataladi) koordinatsion koʻpyoqliga ega ekanligini taxmin qiladi.[10][14] Ruxda faqat 6 ta eng yaqin qoʻshni 266  pm bir xil yaqin qadoqlangan samolyotda boshqa oltita, keyingi eng yaqin qoʻshnilar bilan, teng masofada, uchtadan yuqorida va pastda 291 da yaqin oʻralgan samolyotlarning har birida. pm. Koordinatsion raqamni 6 emas, 12 deb taʼriflash maqsadga muvofiqdir[13] Shunga oʻxshash mulohazalarni oddiy tana markazli kub tuzilishiga nisbatan qoʻllash mumkin, bunda 8 ta eng yaqin qoʻshnidan tashqari yana 6 ta, taxminan 15% uzoqroq,[10] va bu holda koordinatsiya soni koʻpincha 14 ga teng.

 
NiAs tuzilishi

Koʻpgina kimyoviy birikmalar buzilgan tuzilishga ega. Nikel arsenid, NiAs nikel va mishyak atomlari 6-koordinatali boʻlgan tuzilishga ega. Xlorid ionlari kub shaklida joylashgan natriy xloriddan farqli oʻlaroq, mishyak anionlari olti burchakli yaqin oʻralgan. Nikel ionlari 6-koordinatali, buzilgan oktaedral koordinatsion koʻp yuzli boʻlib, bu yerda oktaedr ustunlari qarama-qarshi yuzlarni taqsimlaydi. Mishyak ionlari oktaedral koordinatsiyaga ega emas, lekin trigonal prizmatik koordinatsion koʻpburchakka ega. Ushbu tartibning natijasi shundaki, nikel atomlari bir-biriga juda yaqin joylashgan. Ushbu tuzilishga ega boʻlgan boshqa birikmalar yoki chambarchas bogʻliq boʻlgan FeS va CoS kabi baʼzi oʻtish metall sulfidlari, shuningdek, baʼzi intermetalllar. Kobalt (II) tellurida, CoTe, oltita tellur va ikkita kobalt atomlari markaziy Co atomidan bir xil masofada joylashgan.[10]

 
Fe 2 O 3 tuzilishi

Tez-tez uchraydigan kimyoviy moddalarning yana ikkita misoli Fe <sub id="mw1g">2</sub> O <sub id="mw1w">3</sub> va TiO <sub id="mw2Q">2</sub> dir. Fe 2 O 3 kristalli tuzilishga ega, uni oktaedral teshiklarning uchdan ikki qismini toʻldiradigan temir atomlari bilan yaqin joylashgan kislorod atomlari qatoriga ega deb taʼriflash mumkin. Biroq, har bir temir atomining 3 ta eng yaqin qoʻshnisi va yana 3 tasi uzoqroqda joylashgan. Tuzilishi juda murakkab, kislorod atomlari toʻrtta temir atomiga muvofiqlashtirilgan va temir atomlari oʻz navbatida buzilgan oktaedrning uchlari, qirralari va yuzlarini boʻlishadi.[10] TiO 2 rutil tuzilishga ega. Titan atomlari 6-koordinatali, 198.3 da 2 atom pm va 4 da 194.6 pm, biroz buzilgan oktaedrda. Titan atomlari atrofidagi oktaedra uch oʻlchovli tarmoqni hosil qilish uchun qirralar va uchlarini birlashtiradi. Oksid ionlari trigonal planar konfiguratsiyada 3-koordinatali.[15]

Kvazikristal, suyuq va boshqa tartibsiz tizimlarda foydalanish

tahrir
 
Lennard-Jons suyuqligining birinchi koordinatsion raqami
 
Lennard-Jons suyuqligining ikkinchi koordinatsion raqami

Birinchi koordinatsion sonni radial taqsimlash funksiyasi g (r) yordamida aniqlash mumkin:[16][17]Failed to parse (sintaktik xato): {\displaystyle n_1 = 4 \pi \int_{r_0}^{r_1} r² g® \rho \, dr, } bu yerda r 0 – r dan boshlanadigan eng oʻng pozitsiya = 0 bunda g (r) taxminan nolga teng, r 1 birinchi minimaldir. Shuning uchun u g (r) ning birinchi choʻqqisi ostidagi maydondir.

Ikkinchi koordinatsion raqam xuddi shunday aniqlanadi:Failed to parse (sintaktik xato): {\displaystyle n_2 = 4 \pi \int_{r_1}^{r_2} r² g® \rho \, dr. } Muvofiqlashtiruvchi raqamning muqobil taʼriflarini adabiyotda topish mumkin, ammo mohiyatiga koʻra asosiy gʻoya bir xil. Ushbu taʼriflardan biri quyidagilardir: Birinchi choʻqqining oʻrnini r p deb belgilash,Failed to parse (sintaktik xato): {\displaystyle nʼ_1 = 8 \pi \int_{r_0}^{r_p} r² g® \rho \, dr. } Birinchi koordinatsion qobiq tekshirilayotgan markaziy zarracha atrofida radiusi r 0 va r 1 gacha boʻlgan sferik qobiqdir.[18][19]

Manbalar

tahrir
  1. ↑ Haaland, Arne; Shorokhov, Dmitry J.; Tutukin, Andrey V.; Volden, Hans Vidar; Swang, Ole; McGrady, G. Sean; Kaltsoyannis, Nikolas; Downs, Anthony J.; Tang, Christina Y.; Turner, John F. C. (2002). „Molecular Structures of Two Metal Tetrakis(tetrahydroborates), Zr(BH4)4 and U(BH4)4: Equilibrium Conformations and Barriers to Internal Rotation of the Triply Bridging BH4 Groups“. Inorganic Chemistry. 41-jild, № 25. 6646–6655-bet. doi:10.1021/ic020357z. PMID 12470059.{{cite magazine}}: CS1 maint: multiple names: authors list ()
  2. ↑ De, A.K.. A Text Book of Inorganic Chemistry. New Age International Publishers, 2003 — 88-bet. ISBN 978-8122413847. 
  3. ↑ Hermann, Andreas; Lein, Matthias; Schwerdtfeger, Peter (2007). „The Search for the Species with the Highest Coordination Number“. Angewandte Chemie International Edition. 46-jild, № 14. 2444–7-bet. doi:10.1002/anie.200604148. PMID 17315141.
  4. ↑ Sinha, Ashok K. (1972). „Topologically close-packed structures of transition metal alloys“. Progress in Materials Science. 15-jild, № 2. Elsevier BV. 81–185-bet. doi:10.1016/0079-6425(72)90002-3. ISSN 0079-6425.
  5. ↑ Niemeyer, Mark; Power, Philip P. (1998-05-18). „Synthesis and Solid-State Structure of 2,6-Trip2C6H3Tl (Trip=2,4,6-iPr3C6H2): A Monomeric Arylthallium(I) Compound with a Singly Coordinated Thallium Atom“. Angewandte Chemie International Edition (inglizcha). 37-jild, № 9. 1277–1279-bet. doi:10.1002/(SICI)1521-3773(19980518)37:9<1277::AID-ANIE1277>3.0.CO;2-1. ISSN 1521-3773. PMID 29711226.
  6. ↑ Crabtree, Robert H.. The Organometallic Chemistry of the Transition Metals. John Wiley & Sons, 2009. ISBN 9780470257623. 
  7. ↑ De Graef, Marc. Structure of Materials: An Introduction to Crystallography, Diffraction and Symmetry. Cambridge University Press, 2007 — 515-bet. ISBN 978-0-521-65151-6. Qaraldi: 15-mart 2019-yil.  (Wayback Machine saytida 2021-04-29 sanasida arxivlangan)
  8. ↑ „Closest Packed Structures“. Chemistry LibreTexts (2-oktabr 2013-yil). Qaraldi: 28-iyul 2020-yil.
  9. ↑ Massa, Werner. Crystal Structure Determination, English, Springer, 1999 — 67–92-bet. 
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 10,3 10,4 Wells, A.F.. Structural Inorganic Chemistry, 5th, Oxford Science Publications, 1984. ISBN 978-0198553700. 
  11. ↑ Wells A. F. (1984) Structural Inorganic Chemistry 5th edition Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
  12. ↑ „II. Coordination of the atoms“. 2012-yil 13-iyunda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2014-yil 9-noyabr.
  13. ↑ 13,0 13,1 Mittemeijer, Eric J.. Fundamentals of Materials Science: The Microstructure–Property Relationship using metals as model systems. Springer, 2010. ISBN 9783642105005. 
  14. ↑ Piróth, A.. Fundamentals of the Physics of Solids: Volume 1: Structure and Dynamics. Springer, 2007 — 227-bet. ISBN 9783540726005. 
  15. ↑ Diebold, Ulrike (2003). „The surface science of titanium dioxide“. Surface Science Reports. 48-jild, № 5–8. 53–229-bet. Bibcode:2003SurSR..48...53D. doi:10.1016/S0167-5729(02)00100-0. ISSN 0167-5729.
  16. ↑ Waseda, Y.. The Structure of Non-crystalline Materials: Liquids and Amorphous Solids, Advanced Book Program. McGraw-Hill International Book Company, 1980. ISBN 978-0-07-068426-3. Qaraldi: 16-oktabr 2020-yil. 
  17. ↑ Vahvaselkä, K. S.; Mangs, J. M. (1988). „X-ray diffraction study of liquid sulfur“. Physica Scripta. 38-jild, № 5. 737-bet. Bibcode:1988PhyS...38..737V. doi:10.1088/0031-8949/38/5/017.
  18. ↑ Toofan, Jahansooz (1994). „A Simple Expression between Critical Radius Ratio and Coordination Number“. Journal of Chemical Education. 71-jild, № 2. 147-bet. Qaraldi: 3-yanvar 2022-yil.{{cite magazine}}: CS1 maint: date format ()
  19. ↑ „Errata“. Qaraldi: 3-yanvar 2022-yil. {{cite magazine}}: Cite magazine requires |magazine= (yordam)CS1 maint: date format () 
"https://uz.wikipedia.org/w/index.php?title=Koordinatsion_son&oldid=5253173" dan olindi