Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

8.8: Координаційний номер

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    19638

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Безводний і гідратований хлорид кобальту мають дуже різні кольори
    Малюнок\(\PageIndex{1}\) (Кредит: Мартін Уокер (Вікімедіа: Walkerma); Джерело: Безводний: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cobalt%2528II%2529_chloride.jpg(opens у новому вікні); Гідратований: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cobalt%2528II%2529_chloride_hexahydrate.jpg(opens у новому вікні) ; Ліцензія: Громадське надбання)

    Що робить кольори різними?

    Солі кобальту містять\(\ce{Co^{2+}}\) катіони. Відмінності в кольорі солей обумовлені видами, що оточують іон кобальту. Наявність молекул води в координаційній сфері навколо центрального іона кобальту змінює відстані між видами і колір матеріалу.

    Номер координації

    Координаційне число - це кількість іонів, які відразу оточують іон протилежного заряду всередині кристалічної решітки. Якщо ви вивчите малюнок нижче, ви побачите, що є шість іонів хлориду, які безпосередньо оточують один іон натрію. Координаційне число натрію - 6. Так само шість іонів натрію відразу оточують кожен іон хлориду, роблячи координаційне число хлориду також рівним 6. Оскільки формульна одиниця хлориду натрію відображає співвідношення 1:1 між іонами, координаційні числа повинні бути однаковими.

    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Структура решітки для хлориду натрію. Сині кульки представляють іони натрію, а зелені кульки - іони хлориду. (Кредит: Користувач:Eloy/Wikimedia Commons; Джерело: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:NaCl-estructura_cristalina.svg(opens у новому вікні); Ліцензія: Громадське надбання)

    Формула одиниці для хлориду цезію\(\ce{CsCl}\), також співвідношення 1:1. Однак, як показано на малюнку нижче, координаційні числа не 6, як у\(\ce{NaCl}\). Центральний іон є\(\ce{Cs^+}\) іоном і оточений вісьмома\(\ce{Cl^-}\) іонами по кутах куба. Кожен\(\ce{Cl^-}\) іон також оточений вісьмома\(\ce{Cs^+}\) іонами. Координаційні числа в цьому типі кристала обидва 8. \(\ce{CsCl}\)і\(\ce{NaCl}\) не приймайте однакові механізми упаковки кристалів, оскільки\(\ce{Cs^+}\) він значно більший, ніж\(\ce{Na^+}\) іон.

    Малюнок\(\PageIndex{3}\): У кристалі хлориду цезію іон цезію (помаранчевий) займає центр, тоді як іони хлориду (зелені) займають кожен кут куба. Координаційне число для обох іонів - 8. (Кредит: Крістофер Auyeung; Джерело: CK-12 Foundation; Ліцензія: CC BY-NC-SA 3.0 (відкривається в новому вікні))

    Інший тип кристала ілюструється оксидом титану (IV)\(\ce{TiO_2}\), який широко відомий як рутил. Кристал рутилу показаний нижче.

    Малюнок\(\PageIndex{4}\): Оксид титану (IV) утворює чотирикутні кристали. Координаційне число\(\ce{Ti^{4+}}\) іонів (сірого кольору) - 6, тоді як координаційне число\(\ce{O^{2-}}\) іонів (червоних) - 3. (Кредит: Бен Міллс (Вікімедіа: Benjah-BMM27; Джерело: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rutile-unit-cell-3D-balls.png(opens у новому вікні); Ліцензія: Громадське надбання)

    Сірі\(\ce{Ti^{4+}}\) іони оточені шістьма червоними\(\ce{O^{2-}}\) іонами. \(\ce{O^{2-}}\)Іони оточені трьома\(\ce{Ti^{4+}}\) іонами. Координація катіону титану (IV) становить 6, що вдвічі перевищує координаційне число оксидного аніону, що становить 3. Це відповідає формулі одиниці\(\ce{TiO_2}\), так як іонів в два рази більше\(\ce{O^{2-}}\) іонів, ніж\(\ce{Ti^{4+}}\) іонів.

    Кристалічна структура всіх іонних сполук повинна відображати формульну одиницю. У кристалі хлориду заліза (III) міститься втричі більше іонів хлориду\(\ce{FeCl_3}\), ніж іони заліза (III).

    Малюнок\(\PageIndex{5}\): Хлорид заліза (III). \(\ce{Fe^{3+}}\)Іони блакитно-сірого кольору оточені зеленими\(\ce{Cl^-}\) іонами. (Фонд CK-12)

    Резюме

    • Координаційне число сполуки визначається типом і кількістю іонів або інших видів, що оточують центральний іон.
    • Часто на колір сполуки впливають конкретні матеріали, узгоджені з цим центральним іоном.

    Рецензія

    1. Який координаційний номер для Na+ в NaCl?
    2. Який координаційний номер для Cs+?
    3. Чому механізми упаковки для Na+ та Cs+ відрізняються?