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Numéro de coordination Définition en chimie

Numéro de coordination Définition en chimie

le numéro de coordination d'un atome dans une molécule est le nombre d'atomes liés à l'atome. En chimie et en cristallographie, le nombre de coordination décrit le nombre d'atomes voisins par rapport à un atome central. Le terme a été défini à l'origine en 1893 par le chimiste suisse Alfred Werner (1866-1919). La valeur du nombre de coordination est déterminée différemment pour les cristaux et les molécules. Le nombre de coordination peut varier de 2 à 16 et peut aller jusqu'à 16. La valeur dépend des tailles relatives de l'atome central et des ligands et de la charge provenant de la configuration électronique d'un ion.

Le nombre de coordination d'un atome dans une molécule ou un ion polyatomique est trouvé en comptant le nombre d'atomes qui lui sont liés (note: ne pas en comptant le nombre de liaisons chimiques).

Il est plus difficile de déterminer la liaison chimique dans les cristaux à l'état solide. Le nombre de coordination dans les cristaux est déterminé en comptant le nombre d'atomes voisins. Le plus souvent, le nombre de coordination regarde un atome à l'intérieur d'un réseau, les voisins s'étendant dans toutes les directions. Cependant, dans certains contextes, les surfaces cristallines sont importantes (par exemple, la catalyse hétérogène et la science des matériaux), où le numéro de coordination d'un atome intérieur est le numéro de coordination en vrac et la valeur d'un atome de surface est la numéro de coordination de surface.

Dans les complexes de coordination, seule la première liaison (sigma) entre l'atome central et les ligands compte. Les liaisons Pi aux ligands ne sont pas incluses dans le calcul.

Exemples de numéros de coordination

  • Le carbone a un numéro de coordination de 4 dans un méthane (CH4) étant donné que quatre atomes d’hydrogène y sont liés.
  • En éthylène (H2C = CH2), le nombre de coordination de chaque carbone est 3, où chaque C est lié à 2H + 1C pour un total de 3 atomes.
  • Le numéro de coordination d'un diamant est égal à 4, chaque atome de carbone se trouvant au centre d'un tétraèdre régulier formé de quatre atomes de carbone.

Calcul du nombre de coordination

Voici les étapes pour identifier le numéro de coordination d'un composé de coordination.

  1. Identifiez l'atome central dans la formule chimique. Il s’agit généralement d’un métal de transition.
  2. Localisez l'atome, la molécule ou l'ion le plus proche de l'atome de métal central. Pour ce faire, trouvez la molécule ou l'ion directement à côté du symbole du métal dans la formule chimique du composé de coordination. Si l'atome central est au milieu de la formule, il y aura des atomes / molécules / ions voisins des deux côtés.
  3. Ajoutez le nombre d'atomes de l'atome / molécule / ions le plus proche. L'atome central peut uniquement être lié à un autre élément, mais vous devez tout de même noter le nombre d'atomes de cet élément dans la formule. Si l'atome central est au milieu de la formule, vous devrez additionner les atomes de la molécule entière.
  4. Trouvez le nombre total d'atomes les plus proches. Si le métal a deux atomes liés, additionnez les deux nombres,

Géométrie du numéro de coordination

Il existe plusieurs configurations géométriques possibles pour la plupart des nombres de coordination.

  • Numéro de coordination 2-linéaire
  • Numéro de coordination 3planaire trigonal (par exemple, CO32-), pyramide trigonale, en forme de T
  • Numéro de coordination 4-tétraédrique, plan carré
  • Numéro de coordination 5pyramide carrée (par exemple, sels d’oxovanadium, vanadyle VO2+), bipyramide trigonale,
  • Numéro de coordination 6- plan hexagonal, prisme trigonal, octaédrique
  • Numéro de coordination 7octaèdre coiffé, prisme trigonal coiffé, bipyramide pentagonale
  • Numéro de coordination 8-dodécaèdre, cube, antiprisme carré, bipyramide hexagonale
  • Numéro de coordination 9prisme trigonal centré à trois faces
  • Numéro de coordination 10antiprisme carré
  • Numéro de coordination 11prisme trigonal couronné
  • Numéro de coordination 12-cuboctaèdre (par exemple, nitrate d'ammonium cérique - (NH4)2Ce (NO3)6)