Indhold
I fast stof danner atomer og molekyler en række geometriske strukturer afhængigt af den måde, de kombinerer.I hver struktur deler et centralt atom elektroner med andre atomer eller ioniske molekyler, og formen på strukturen afhænger af, hvordan elektronerne deles. Koordinationsnummeret for det centrale atom er en indikator for, hvor mange atomer eller molekyler der danner bindinger med det, og det er en bestemmende faktor for molekylformen og i sidste ende egenskaberne for det faste stof. For kovalent bundne molekyler og overgangsmetalkomplekser henter kemikere koordinationsnummeret fra den kemiske formel. De beregner koordinationsnummeret for metalliske faste stoffer ved at undersøge gitterstrukturen.
Kovalent bundne molekyler
I et kovalent bundet molekyle bestemmer kemikere koordinationstallet for det centrale atom ved at tælle antallet af bundne atomer. For eksempel er det centrale carbonatom i methanmolekylet bundet til fire hydrogenatomer, så dets koordinationsnummer er 4. Dette antal kan let bestemmes ud fra den kemiske formel for methan: CH4.
Det samme forhold gælder for ioniske forbindelser. F.eks. Koordinationsnummeret for kuldioxidmolekylet (CO3)2- er 3, og ladningen af ion er -2.
Overgangsmetalkomplekser
Overgangsmetaller, der optager søjler 3 til 12 i den periodiske tabel, danner komplekser med grupper af atomer kaldet ligander. Koordinationen af overgangsmetallet gives igen med antallet af atomer, som det centrale atom er bundet til. For eksempel koordinationsnummeret for den ioniske forbindelse CoCl2(NH3)4+ er 6, fordi det cobalt centrale atom binder sig til to kloratomer og fire nitrogenatomer. I FeN42+, er koordinationstallet 4, fordi det er antallet af bindinger dannet af det centrale jernatom, selvom nitrogenatomer danner et gitterkompleks ved at binde til hinanden.
Metalliske faste stoffer
I metalliske faste stoffer er der ingen klar binding mellem par af atomer, så kemikere bestemmer koordinationen af strukturen ved at vælge et enkelt atom og tælle antallet af atomer, der omgående omgiver den. For eksempel kan et atom, der er en del af en lagstruktur, have tre atomer under det, tre over det og seks, der omgiver det i det samme lag. Koordinationsnummeret for dette atom ville være 12.
Atomerne i en fast krystal danner sig ofte til geometriske strukturer kaldet celler, og disse celler gentager sig selv uendelig for at skabe krystalstrukturen. At dechiffrere formen på cellen gør det muligt at beregne koordinationsnummeret, hvilket er det samme for hvert atom i strukturen. For eksempel har en kubisk struktur et atom i midten omgivet af et på hvert hjørne, i alt otte, så koordinationsnummeret er 8.
Ioniske faste stoffer
Natriumchlorid (NaCI) er et eksempel på et ionisk fast stof, som er dannet af en kation (Na+) og en anion (Cl-). I et ionisk metal er kationets koordinationsnummer lig med antallet af anioner i nærheden af det. NaCl er en kubisk struktur, og hver natriumkation er omgivet af fire klorioner på det samme plan, såvel som et nedenfor og et ovenfor, så koordinationsnummeret er af samme grund. Koordinationen af hver klorion er også 6.