조정 번호의 정의

배위수는 1893년 알프레드 베르너(Alfred Werner)가 분자나 이온의 중심 원자에 가까운, 성질이 같든 다르든, 이웃하는 원자의 총 수를 나타내기 위해 만든 개념입니다 . 이러한 관점에서 화합물의 중심 원자에 얼마나 많은 원자가 효과적으로 결합되어 있는지를 나타냅니다.

유기화학에서 배위수의 정의

원래 개념 덕분에 유기 화합물을 포함하여 모든 유형의 화합물에서 서로 다른 원자의 배위 수에 대해 말할 수 있습니다. 예를 들어, 메탄과 같은 분자에서 다른 알칸과 마찬가지로 간단한 공유 결합을 통해 항상 4개의 다른 원자와 연결된 탄소 원자를 볼 수 있습니다. 이때 탄소의 배위수는 4라고 한다.

반면에 알켄으로 가면 배위수가 3으로 줄어들고 더 나아가 탄소가 다른 탄소와 삼중결합을 이루는 알킨을 보면 이 탄소들은 각각 2개의 배위수를 가집니다.

탄소 원자 외에도 유기 화합물에서 일반적으로 발견되는 다른 이종 원자의 배위수에 대해서도 이야기할 수 있습니다. 예를 들어, 아민과 아미드에서 질소의 배위수는 항상 3이고 산소의 배위수는 보통 2입니다.

유기화합물의 배위수를 말할 수는 있지만 유기화학자들이 중심원자에 직접 연결된 그룹의 수를 나타내기 위해 이 용어를 사용하는 것은 일반적이지 않다. 그러나 아래에서 볼 수 있듯이 화학의 다른 분야에서 훨씬 더 널리 사용되는 용어입니다.

무기화학에서 배위수의 정의: 배위화합물

배위 수의 개념은 유기 화합물을 포함하여 분자 또는 원자 사이의 다른 유형의 결합을 다루는 모든 분야에 적용될 수 있습니다. 그러나 무기 화학 분야, 특히 배위 화합물이라는 특수한 종류의 화합물과 관련하여 그 사용이 훨씬 더 일반적입니다. 이러한 화합물에서 일반적으로 전이 금속인 중심 원자는 각 결합에 대한 전자 쌍의 공여체인 리간드로 알려진 다른 원자 또는 원자 그룹과 배위 공유 결합을 형성합니다.

리간드가 배위 공유 결합을 통해 중심 원자에 부착된다는 사실 때문에 이러한 화합물을 배위 화합물이라고 하며 이러한 리간드에서 나오는 도너 원자의 수는 이 문맥에서 용어 “배위 수”입니다. .

달리 말하면, 배위수는 배위 화합물의 전자쌍 공여체 원자의 총 수를 나타내며 , 이러한 원자가 얼마나 많은 리간드에서 나온 것인지에 관계가 없습니다.

결정학에서 배위수의 정의

마지막으로 우리는 결정학 분야에서 이 용어를 사용합니다. 결정학은 고체 상태에서 물질의 구조를 연구하고 결정하는 화학의 한 분야입니다 . 결정학을 통해 고체를 형성하는 결정 격자에서 각 원자의 위치에 대한 명확한 아이디어를 얻습니다.

이러한 경우 어떤 원자가 서로 결합되어 있고 어떤 원자가 단순히 서로 가까이 있는지 정의하기 어려운 경우가 있습니다. 이러한 이유로 원자가 서로 어떻게 결합되어 있는지에 따라 동일한 원자에 대해 서로 다른 배위수가 주어질 수 있습니다.

공통 조정 번호 예

조정 번호 2의 예

• 복잡한 음이온 dicyanosilver (I) [Ag(CN) ₂ ] ^– 선형 기하학을 가집니다.
• 또한 선형 기하학을 갖는 클로로(트리페닐포스핀)금 착물 Ph _{3 PAuCl}

조정 번호 3의 예

• 카보네이트 음이온(CO ₃ ^{2 –} )은 중심 원자가 삼방 평면 구조를 갖는 삼배위 탄소인 음이온의 예이다.
• 착물 음이온 triiodomercurate(-1)([HgI ₃ ] ^– )는 탄산염처럼 3개의 요오드화물 이온에 결합되어 있습니다.

조정 번호 4의 예

• 테트라클로로코발트 음이온은 4배위 중심을 가진 배위 화합물의 전형적인 예입니다.
• 메탄(CH ₄ )은 4면체 기하 구조로 배열된 4개의 이웃 수소 원자가 있는 중심 탄소를 갖는 유기 화합물입니다.
• 디아미노디클로로백금 착물 [Pt(NH ₃ ) ₂ Cl ₂ ].

조정 번호 5의 예

tetracyanooxovanadium(IV) 음이온([VO(CN) ₄ ] ^2- )은 리간드로 4개의 시안화물과 1개의 산소를 가지므로 배위수는 5이고 사각형 기반의 피라미드 기하학을 갖는다.

조정 번호 6의 예

가장 일반적인 조정 번호 중 하나입니다. 중심 원자가 이 배위수를 나타내는 대부분의 화합물은 팔면체 기하학을 가집니다. 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

• 헥사아미노코발트(III) 양이온([Co(NH ₃ ) ₆ ] ³⁺ )
• Tetraaquodichlorocobalt (III) 양이온 ([Co(H ₂ O) ₄ Cl ₂ ] ^– )

조정 번호 8의 예

• 염화세슘(CsCl). 이것은 각각의 세슘 원자가 8개의 인접한 염소 원자에 의해 둘러싸여 있는 입방정 구조를 가진 이온성 화합물입니다.
• 불화칼슘(CaF ₂ ). 이것은 또한 8개의 불소 원자로 둘러싸인 칼슘 원자가 있는 입방정 구조의 이온성 화합물입니다.

조정 번호 12의 예

FCC(face-centered cubic) 결정 구조를 가진 금속은 육팔면체 기하학에서 12개의 이웃 원자에 의해 조정된 원자를 가지고 있습니다.

• 헥사나이트레이트(IV) 착물 음이온([Th(NO ₃ ) ₆ ] ^2- )에서 토륨 원자는 각각의 질산염 음이온이 2개의 산소에 의해 토륨에 연결되어 있기 때문에 배위 번호 12를 가집니다(두 자리 리간드임).

참조

Chang, R., & Goldsby, KA (2012). 화학, 11판 (11판). 뉴욕주 뉴욕시: McGraw-Hill Education.

Cotton, FA, Bochmann, M., Wilkinson, G., Murillo, CA, Bochmann, M., & Grimes, RN (1999). 고급무기화학 . 미국 뉴저지주 호보켄: 와일리.

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