Geometría de coordinación
La geometría de coordinación de un átomo es el patrón geométrico definido por los átomos alrededor del átomo central. El término se aplica comúnmente en el campo de la química inorgánica, donde se observan diversas estructuras. La geometría de coordinación depende del número, no del tipo, de ligandos unidos al centro metálico, así como de sus ubicaciones. El número de átomos unidos es el número de coordinación. El patrón geométrico puede describirse como un poliedro donde los vértices del poliedro son los centros de los átomos coordinantes en los ligandos.
La preferencia de coordinación de un metal a menudo varía con su estado de oxidación. El número de enlaces de coordinación (número de coordinación) puede variar desde dos en K[Ag(CN)2] hasta 20 en Th(η5-C5H5)4.
Una de las geometrías de coordinación más comunes es la octaédrica, donde seis ligandos se coordinan con el metal en una distribución simétrica, lo que lleva a la formación de un octaedro si se trazan líneas entre los ligandos. Otras geometrías de coordinación comunes son la tetraédrica y la cuadrada plana.
La teoría del campo cristalino puede usarse para explicar las estabilidades relativas de compuestos de metales de transición de diferente geometría de coordinación, así como la presencia o ausencia de paramagnetismo, mientras que VSEPR puede usarse para complejos de elementos del grupo principal para predecir la geometría.
Uso de la cristalografía
En una estructura cristalina, la geometría de coordinación de un átomo es el patrón geométrico de átomos coordinados donde la definición de átomos coordinados depende del modelo de enlace utilizado. Por ejemplo, en la estructura iónica de la sal gema, cada átomo de sodio tiene seis iones de cloruro vecinos cercanos en una geometría octaédrica y cada cloruro tiene de manera similar seis iones de sodio vecinos cercanos en una geometría octaédrica. En los metales con estructura cúbica centrada en el cuerpo (bcc), cada átomo tiene ocho vecinos más cercanos en una geometría cúbica. En los metales con estructura cúbica centrada en las caras (fcc), cada átomo tiene doce vecinos más cercanos en una geometría cuboctaédrica.
Tabla de geometrías de coordinación
A continuación se muestra una tabla de las geometrías de coordinación encontradas con ejemplos de su aparición en complejos que se encuentran como unidades discretas en compuestos y esferas de coordinación alrededor de átomos en cristales (donde no hay complejos discretos).
| Número de coordinación | Geometría | Ejemplos de complejo discreto (finito) | Ejemplos en cristales (sólidos infinitos) | |
|---|---|---|---|---|
| 2 | lineal |  | [Ag(CN)2]− dentro K[Ag(CN)2] | Ag en cianuro de plata, Au in AuI |
| 3 | trigonal planar |  | [HgI]3]− | O en estructura rutila TiO2 |
| 4 | tetraedral |  | [CoCl]4]2 - 2 | Zn y S en sulfuro de zinc, Si en dióxido de silicio |
| 4 | plano cuadrado |  | [AgF4]− | CuO |
| 5 | trigonal bipyramidal |  | [SnCl]5]− | |
| 5 | pirámide cuadrada |  | [InCl]5]2 - 2 dentro [N(CH)2CH3)4]2[InCl]5] | |
| 6 | octaedral |  | [Fe(H)2O)6]2+ | Na and Cl in NaCl |
| 6 | trigonal prismático |  | W(CH3)6 | Como en NiAs, Mo en MoS2 |
| 7 | pentagonal bipyramidal |  | [ZrF7]3 - 3 dentro [NH4]3[ZrF7] | Pa en PaCl5 |
| 7 | capped octahedral |  | [MoF7]− | La in A-La2O3 |
| 7 | capucha trigonal prismático |  | [TaF7]2 - 2 dentro K2[TaF7] | |
| 8 | cuadrado antiprismático |  | [TaF8]3 - 3 dentro Na3[TaF8] [Zr(H)2O)8]4+ complejo acuático | Thorium(IV) iodide |
| 8 | dodecahedral (nota: mientras que este es el término generalmente utilizado, el término correcto es "bisdisphenoid" o "snub disphenoid" como este poliedro es un deltahedron) |  | [Mo(CN)8]4- dentro K4[Mo(CN)8#·2H2O | Zr en K2[ZrF6] |
| 8 | prismático trigono acoplado |  | [ZrF8]4- | PuBr3 |
| 8 | cúbico | Cloruro de calcio, fluoruro de calcio | ||
| 8 | bipyramidal hexagonal |  | N en Li3N | |
| 8 | octaedral, trans-bicapped | Ni en nickel arsenide, NiAs; 6 Como vecinos + 2 Ni capping | ||
| 8 | prismático trigonal, cara triangular bicapped | Ca CaFe2O4 | ||
| 9 | tricapped trigonal prismático |  | [ReH9]2 - 2 en potasio nonahydridorhenate [Th(H)2O)9]4+ complejo acuático | SrCl2·6H2O, Th in Rb3F13] |
| 9 | cuadrado tapado antiprismático |  | [Th(tropolonate)4(H2O)] | La in LaTe2 |
| 10 | antiprismático cuadrado | [Th(C)2O4)4]2 - 2 | ||
| 11 | Th in [Th]IV(NO3)4(H2O)3] ()NO−3 es bidentate) | |||
| 12 | icosahedron |  | Th in [Th(NO)3)6]2 - 2 ion en Mg[Th(NO3)6]·8H2O | |
| 12 | cuboctahedron |  | ZrIV().3- [BH4]4) | átomos en metales fcc, por ejemplo. Ca |
| 12 | anticuboctaedro (triangular ortobicupola) |  | átomos en metales hcp, por ejemplo. Sc | |
| 12 | antiprismático hexagonal | U[BH4]4 |
Denominación de compuestos inorgánicos
La IUPAC ha introducido el símbolo poliédrico como parte de sus recomendaciones de nomenclatura de química inorgánica de 2005 para describir la geometría alrededor de un átomo en un compuesto.
IUCr ha propuesto un símbolo que se muestra como un superíndice entre corchetes en la fórmula química. Por ejemplo, CaF2 sería Ca[8cb]F2[4t], donde [8cb] significa coordinación cúbica y [4t] significa tetraédrico. Los símbolos equivalentes en IUPAC son CU-8 y T-4 respectivamente.
El símbolo IUPAC es aplicable a complejos y moléculas, mientras que la propuesta IUCr se aplica a sólidos cristalinos.