Définition du numéro de coordination en chimie

le numéro de coordination d'un atome dans une molécule est le nombre d'atomes liés à l'atome. En chimie et 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. La valeur dépend des tailles relatives de l'atome central et des ligands et de la charge 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, donc le nombre de coordination dans les cristaux est trouvé en comptant le nombre d'atomes voisins. Le plus souvent, le numéro de coordination regarde un atome à l'intérieur d'un réseau, avec des 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 nombre de coordination pour 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 nombre de coordination de 4 dans un méthane (CH₄) molécule car elle a quatre atomes d'hydrogène liés à elle.
• Dans l'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 nombre de coordination d'un diamant est de 4, car chaque atome de carbone repose au centre d'un tétraèdre régulier formé de quatre atomes de carbone.

Calcul du numéro 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. Habituellement, c'est 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, recherchez la molécule ou l'ion directement à côté du symbole métallique 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 ne peut être lié qu'à un autre élément, mais vous devez toujours 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 dans 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 3-plan trigonal (par exemple, CO₃^2-), pyramide trigonale, en forme de T
• Numéro de coordination 4-tétraédrique, plan carré
• Numéro de coordination 5-pyramide carrée (par exemple, sels d'oxovanadium, vanadyl VO²⁺), bipyramide trigonale, 
• Numéro de coordination 6-plan hexagonal, prisme trigonal, octaédrique
• Numéro de coordination 7-octaèdre plafonné, prisme trigonal plafonné, bipyramide pentagonale
• Numéro de coordination 8-dodécaèdre, cube, antiprisme carré, bipyramide hexagonale
• Numéro de coordination 9-prisme trigonal centré à trois faces
• Numéro de coordination 10-antiprisme carré bicapé
• Numéro de coordination 11-prisme trigonal plafonné tout face
• Numéro de coordination 12-cuboctaèdre (par exemple, nitrate d'ammonium cérique - (NH₄)₂Ce (NON₃)₆)