Fattori che influenzano il numero di coordinazione negli ioni e nelle molecole legati ad un atomo centrale
Il numero di coordinazione, che rappresenta il numero di ioni o molecole legati a un atomo centrale, può assumere valori comuni come 2, 4 e 6. I composti di coordinazione, noti anche come complessi, sono formati dall’addizione di composti capaci di esistere autonomamente.
Un esempio è l’aggiunta di ammoniaca ad una soluzione acquosa di cloruro di nichel (II), che produce un nuovo composto la cui stechiometria può essere espressa dalla formula NiCl₂· 6 NH₃, in cui l’atomo di nichel (II) coordina sei molecole di ammoniaca, definendo così il numero di coordinazione. I gruppi coordinati sono chiamati leganti, e l’atomo del gruppo che è direttamente legato all’atomo metallico è detto atomo donatore
Fattori che influenzano il numero di coordinazione
Il numero di coordinazione è influenzato dalle dimensioni dello ione metallico e dei leganti, nonché da fattori elettronici come la carica che dipende dalla configurazione elettronica dello ione metallico. Questi effetti competitivi sono descritti dal potenziale ionico, definito come il rapporto tra carica e raggio. Metalli con grandi dimensioni e leganti di piccole dimensioni presentano un alto numero di coordinazione, mentre metalli di piccole dimensioni e leganti di grandi dimensioni presentano un basso numero di coordinazione. Alcuni esempi sono [Mo(CN)₈]⁴⁻ e Pt[{P(C₆H₅)₃}₃].
Geometria dei complessi in base al numero di coordinazione
I complessi con numero di coordinazione 2 hanno una geometria lineare e si presentano con cationi di metalli pesanti aventi configurazione elettronica d¹⁰, ad esempio [Au(CN)₂]⁻ e [Ag(NH₃)₂]⁺.
I complessi con numero di coordinazione 3 sono poco comuni e possono presentare più di una geometria molecolare, come trigonale planare, trigonale piramidale o a forma di T.
I complessi con numero di coordinazione 4 possono avere geometrie tetraedriche o quadrato planari. La geometria tetraedrica è tipica di complessi che comprendono cobalto e rame, come [CoCl₄]²⁻ e [CuCl₄]²⁻, mentre la geometria quadrato planare è esibita da complessi come il cisplatino cis-Pt(Cl)₂(NH₃)₂.
I complessi con numero di coordinazione 5 possono avere geometrie trigonale bipiramidali o quadrato-piramidali, come nel caso di [CuCl₅]³⁻ (trigonale bipiramidale) e [Ni(CN)₅]³⁻ (quadrato-piramidale).
Infine, i complessi con numero di coordinazione 6 possono avere geometrie come esagonale planare, a forma di prisma trigonale (in genere con leganti bidentati come gli ossalati) e ottaedrica, che è la più comune. I complessi con geometria ottaedrica sono spesso costituiti da ioni metallici della prima riga dei metalli di transizione.
Oltre il numero di coordinazione 6, i complessi possono presentare varie geometrie e sono tipici di metalli con grandi dimensioni come i lantanidi. Esempi sono costituiti dai complessi [NbF₇]²⁻ e [ReH₉]²⁻.