Tabla de Contenidos
หมายเลขโคออร์ดิเนชันเป็นแนวคิดที่สร้างขึ้นโดยอัลเฟรด เวอร์เนอร์ ในปี พ.ศ. 2436 เพื่อระบุจำนวนทั้งหมดของอะตอมข้างเคียงที่ใกล้เคียงกับอะตอมกลางในโมเลกุลหรือไอออน ไม่ว่าจะมีลักษณะเดียวกันหรือต่างกันก็ตาม จากมุมมองนี้ บ่งชี้ว่ามีกี่อะตอมที่มีประสิทธิภาพในการสร้างพันธะกับอะตอมกลางในสารประกอบ
ความหมายของเลขโคออร์ดิเนชันในเคมีอินทรีย์
โดยอาศัยแนวคิดดั้งเดิม เราสามารถพูดถึงจำนวนโคออร์ดิเนชันของอะตอมต่างๆ ในสารประกอบประเภทใดก็ได้ รวมถึงสารประกอบอินทรีย์ด้วย ตัวอย่างเช่น ในโมเลกุลอย่างเช่น มีเธน เช่นเดียวกับในอัลเคนใดๆ คุณสามารถเห็นอะตอมของคาร์บอนที่เชื่อมโยงกับอะตอมอื่นๆ อีก 4 อะตอมเสมอผ่านพันธะโควาเลนต์อย่างง่าย ในกรณีเหล่านี้ เลขโคออร์ดิเนชันของคาร์บอนจะเท่ากับ 4
ในทางกลับกัน เมื่อเราไปหาแอลคีน จำนวนโคออร์ดิเนชันจะลดลงเหลือ 3 และถ้าเราไปดูแอลคีนต่อไป ซึ่งคาร์บอนสร้างพันธะสามกับคาร์บอนอีกคาร์บอนหนึ่ง แต่ละคาร์บอนเหล่านี้มีจำนวนโคออร์ดิเนชันเท่ากับ 2
นอกจากอะตอมของคาร์บอนแล้ว เรายังสามารถพูดคุยเกี่ยวกับเลขโคออร์ดิเนชันของเฮเทอโรอะตอมอื่นๆ ที่พบได้ทั่วไปในสารประกอบอินทรีย์ ตัวอย่างเช่น เลขโคออร์ดิเนชันของไนโตรเจนในเอมีนและเอไมด์คือ 3 เสมอ ในขณะที่เลขโคออร์ดิเนชันของออกซิเจนมักจะเป็น 2
แม้ว่าจะเป็นไปได้ที่จะพูดถึงเลขโคออร์ดิเนชันในสารประกอบอินทรีย์ ดังที่ได้แสดงให้เห็นไปแล้ว ไม่ใช่เรื่องปกติที่นักเคมีอินทรีย์จะใช้คำนี้เพื่ออ้างถึงจำนวนของกลุ่มที่เชื่อมโยงโดยตรงกับอะตอมกลาง อย่างไรก็ตาม เป็นคำที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาวิชาเคมีอื่น ๆ ดังที่เราจะเห็นด้านล่างนี้
ความหมายของเลขโคออร์ดิเนชันในเคมีอนินทรีย์: สารประกอบโคออร์ดิเนชัน
แนวคิดของเลขโคออร์ดิเนชันสามารถนำไปใช้ในทุกสาขาที่เกี่ยวข้องกับโมเลกุลหรือความสัมพันธ์ประเภทอื่นๆ ระหว่างอะตอม รวมถึงสารประกอบอินทรีย์ อย่างไรก็ตามการใช้มันเป็นเรื่องปกติมากขึ้นในด้านเคมีอนินทรีย์โดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบประเภทพิเศษที่เรียกว่าสารประกอบโคออร์ดิเนชัน ในสารประกอบเหล่านี้ อะตอมกลางซึ่งโดยปกติจะเป็นโลหะทรานซิชันจะสร้างพันธะโคเวเลนต์ประสานกับอะตอมหรือกลุ่มอะตอมอื่นที่เรียกว่าลิแกนด์ ซึ่งเป็นผู้ให้อิเล็กตรอนคู่สำหรับแต่ละพันธะ
เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าลิแกนด์ถูกยึดติดกับอะตอมกลางด้วยพันธะโคเวเลนต์ที่ประสานกัน สารประกอบเหล่านี้จึงเรียกว่าสารประกอบโคออร์ดิเนชัน และจำนวนอะตอมของผู้บริจาคที่มาจากลิแกนด์เหล่านี้คือสิ่งที่คำว่า “จำนวนโคออร์ดิเนชัน” ในบริบทนี้ .
กล่าวอีกนัยหนึ่งหมายเลขโคออร์ดิเนชันแสดงถึงจำนวนอะตอมของผู้บริจาคคู่อิเล็กตรอนทั้งหมดในสารประกอบโคออร์ดิเนชันไม่ว่าอะตอมเหล่านี้จะมาจากลิแกนด์กี่ตัวก็ตาม
ความหมายของเลขโคออร์ดิเนชันในผลึกศาสตร์
ในที่สุดเราก็ใช้คำนี้ในสาขาผลึกศาสตร์ ผลึกศาสตร์เป็นสาขาวิชา เคมีที่มีหน้าที่ศึกษาและกำหนดโครงสร้างของสสารในสถานะของแข็ง ผ่านการผลึกศาสตร์ทำให้ได้แนวคิดที่ชัดเจนเกี่ยวกับตำแหน่งของแต่ละอะตอมในตาข่ายคริสตัลที่ก่อตัวเป็นของแข็งเช่นในกรณีของโครงสร้างของโซเดียมคลอไรด์ที่แสดงด้านล่าง:
ในกรณีเหล่านี้ บางครั้งเป็นการยากที่จะระบุว่าอะตอมใดมีพันธะซึ่งกันและกันและอะตอมใดอยู่ใกล้กัน ด้วยเหตุผลนี้ เลขโคออร์ดิเนชันที่แตกต่างกันสามารถกำหนดให้กับอะตอมเดียวกันได้ ขึ้นอยู่กับว่าอะตอมถูกสร้างพันธะต่อกันอย่างไร
ตัวอย่างหมายเลขพิกัดทั่วไป
ตัวอย่างหมายเลขประสานงาน 2
- ไดไซยาโนซิลเวอร์ประจุลบเชิงซ้อน (I) [Ag(CN) 2 ] –ซึ่งมีรูปทรงเรขาคณิตเชิงเส้น
- คลอโร (ไตรฟีนิลฟอสฟีน) โกลด์คอมเพล็กซ์ Ph 3 PAuCl ซึ่งมีรูปทรงเรขาคณิตเชิงเส้นเช่นกัน
ตัวอย่างหมายเลขประสานงาน 3
- คาร์บอเนตแอนไอออน (CO 3 2- ) เป็นตัวอย่างของแอนไอออนที่อะตอมกลางเป็นคาร์บอนไตรโคออร์ดิเนตที่มีโครงสร้างเป็นระนาบตรีโกณมิติ
- ไตรไอโอโดเมอร์คิวเรตแอนไอออนเชิงซ้อน (-1) ([HgI 3 ] – ) เช่น คาร์บอเนต ถูกจับกับไอออนไอโอไดด์สามตัว
ตัวอย่างหมายเลขประสานงาน 4
- ไอออนเตตระคลอโรโคบอลต์เป็นตัวอย่างคลาสสิกของสารประกอบโคออร์ดิเนตที่มีศูนย์กลางเตตระโคออร์ดิเนต
- มีเทน (CH 4 ) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีคาร์บอนอยู่ตรงกลางโดยมีอะตอมของไฮโดรเจนที่อยู่ใกล้เคียงสี่อะตอมเรียงกันเป็นรูปเรขาคณิตสี่หน้า
- ไดอะมิโนไดคลอโรแพลทินัมคอมเพล็กซ์ [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ]
ตัวอย่างหมายเลขประสานงาน 5
เตตระไซยาโนออกซาวานาเดียม (IV) แอนไอออน ([VO(CN) 4 ] 2− ) มีไซยาไนด์สี่ตัวเป็นลิแกนด์และหนึ่งออกซิเจน ดังนั้นเลขโคออร์ดิเนชันของมันคือ 5 และมีรูปทรงพีระมิดฐานสี่เหลี่ยม
ตัวอย่างหมายเลขประสานงาน 6
เป็นหนึ่งในหมายเลขประสานงานที่พบมากที่สุด สารประกอบส่วนใหญ่ที่อะตอมกลางแสดงเลขโคออร์ดิเนชันนี้มีรูปทรงเรขาคณิตแปดด้าน ตัวอย่างบางส่วนคือ:
- เฮกซะอะมิโนโคบอลต์(III) ไอออนบวก ([Co(NH 3 ) 6 ] 3+ )
- เตตระโคไดคลอโรโคบอลต์ (III) ไอออนบวก ([Co(H 2 O) 4 Cl 2 ] − )
ตัวอย่างการประสานงานหมายเลข 8
- ซีเซียมคลอไรด์ (CsCl) นี่คือสารประกอบไอออนิกที่มีโครงสร้างเป็นลูกบาศก์ซึ่งแต่ละอะตอมของซีเซียมล้อมรอบด้วยอะตอมคลอรีนที่อยู่ใกล้เคียงแปดอะตอม
- แคลเซียมฟลูออไรด์ (CaF 2 ) นอกจากนี้ยังเป็นสารประกอบไอออนิกที่มีโครงสร้างเป็นทรงลูกบาศก์ซึ่งมีอะตอมของแคลเซียมล้อมรอบด้วยอะตอมของฟลูออรีนแปดอะตอม
ตัวอย่างหมายเลขประสานงาน 12
โลหะที่มีโครงสร้างผลึกเป็นลูกบาศก์ศูนย์กลางใบหน้า (FCC) มีอะตอมที่ประสานกันโดยอะตอมข้างเคียง 12 อะตอมในรูปทรงเรขาคณิตทรงลูกบาศก์
- ในแอนไอออนเชิงซ้อนเฮกซาไนเตรต (IV) ([Th(NO 3 ) 6 ] 2- ) อะตอมของทอเรียมมีเลขโคออร์ดิเนชันเป็น 12 เนื่องจากไนเตรตแอนไอออนแต่ละตัวเชื่อมโยงกับทอเรียมโดยใช้ออกซิเจนสองตัว
อ้างอิง
Chang, R., & Goldsby, KA (2012) เคมี ฉบับที่ 11 (ฉบับที่ 11) นิวยอร์กซิตี้ นิวยอร์ก: McGraw-Hill Education
Cotton, FA, Bochmann, M., Wilkinson, G., Murillo, CA, Bochmann, M., & Grimes, RN (1999) เคมีอนินทรีย์ขั้นสูง โฮโบเกน นิวเจอร์ซี สหรัฐอเมริกา: Wiley
โอคีฟ เอ็ม. (1979). คำจำกัดความที่เข้มงวดของหมายเลขประสานงานที่เสนอ พ.ร.บ.คริสตัล (2522). A 35 , 772-775 สืบค้นจากhttps://scripts.iucr.org/cgi-bin/paper?a17087
คาร์เตอร์ ฟลอริดา (1978) การหาปริมาณแนวคิดของจำนวนประสานงาน พ.ร.บ.คริสตัล ข34 ,2962-2966. สืบค้นจากhttp://scripts.iucr.org/cgi-bin/paper?a16444
