Koordinasyon Sayıları ve Yapılar

Bir merkez metal katyonuna bağlı grup sayısı o grubun koordinasyon sayısıdır. Koordinasyon sayıları 1 den 15-16’a kadar olabilir (9dan sonraki yapılar daha çok belirsizdirler ve özel açıklamalara tabidirler). Koordinasyon sayılarına en çok rastlanan 6 ile 4 tür, kararlı haller ise daha çok 5 ile 3 tür. Birde bir koordinasyon bileşiğinde çeşitli faktörler bileşiğin özelliklerini oluşturmaktadır. Şöyle ki; bir faktör bir bileşikte hakimken, diğer başka bir bileşikte daha başka bir unsur baskın olabiliyor. Biz bugün bu koordinasyon sayılarını inceleyip konumuza son vereceğiz.

 

Koordinasyon sayısı 1 :

Bu tür koordinasyon sayısına sahip bileşikler oldukça azdır ve buna en iyi örnek kararsız bir yapı olan vanadil (VO+2) dir. Fakat gaz yapıdaki iyon çiftleri bu durumun dışındadır, yani koordinasyon sayısı 1 olduğu halde daha fazladır sayıları. Tek koordinasyonlu bileşikler bile su molekülleriyle birleşerek koordinasyon sayılarını arttırabilirler.

 

Koordinasyon sayısı 2 :

Bu koordinasyon sayısına sahip bileşikler/komplekslerde oldukça azdır. Bu koordinasyon sayısına örnekler ise Ag, Cu ve Au elementlerinin bileşikleridir. Fakat burada [Ag(CN)2]- ve [Au(CN)2]- komplekslerinin sayıları 2 olmasına rağmen [Cu(Cu)2]- kompleksinin koordinasyon sayısı 3 tür. Diğer bir örnekte [Ag(NH3)2]+ kompleksidir. Burada d10 ile bittiğinden küresel simetri söz konusudur ve yine burada elektronlar sadece amonyak ligandlarıyla bağ yapmaktadır ve beklendiği gibi doğrusal bir yapıdadır. Yani bağ açısı 180’ dir.

 

Koordinasyon sayısı 3 :

Bu koordinasyon sayısında olanlarda azdır fakat kararlıdır. Bazı koordinasyon bileşiklerinin stokiyometrisi 3 gibi görünse de 4 olan bileşikleri açığa çıkarmıştır. X-ışını difraksiyonunda ortaya çıkan sonuç, örneğin CsCuCI3 kompleksinin 3 değil, 4 koordinasyon sayısına sahip olduğudur. Bu koordinasyon sayılarına örnek bileşikler ise [Cu(CN)3]-, [HgI3]- ve [Cu(tü2)CI] verilebilir, burada tü tiyoüre anlamına gelmektedir.

 

Koordinasyon sayısı 4:

Bu koordinasyon sayıdaki kompleksler ikiye ayrılır ve oldukça fazladır. Tetrahedral (ya da dörtyüzlü) ve kare düzlem. Üzerinde izomeri görülen ilk koordinasyon sayılı bileşik 4 koordinasyonlu bileşiklerdir. Tetrahedral yapıdaki bileşiklerde izomer görülmez fakat kompleks sayıları oldukça fazladır. Bu tür komplekslerin optikçe aktif olabilmeleri için, ligandın asimetrik olması gerekir. Örneğin bis-(benzoikasetonat) berilyum optikçe aktif olmasına rağmenbis-(asetolasetonat) berilyum optikçe aktif değildir. Kare düzlem kompleksinde ise izomer görülür. Fakat bu tür komplekslerin sayıları tetrahedrale göre daha azdır. Bunlar ise genellikle d8 düzeninde olup Au+3, Pt+2, Ni+2 Pd+2 gibi katyonlarda meydana gelir. Kare düzlem kompleksinin meydana gelmesi aynı zamanda merkez atom değil aynı zamanda ligantı da etkileyebilir. Bunlara da örnek biyokimyasal kompleksler olan hemoglobin ve klorofil verilebilir.

 

Koordinasyon sayısı 5 :
Bu tür koordinasyon sayılı bileşikler 3 teki gibi kararlıdır. Fakat burada gözden kaçmaması gereken bir şey var, o da stokiyometrisine bakılarak bir kompleksin örneğin Tl2[Alf5] bakılıp koordinasyon sayısı 5 olduğu söylenemez, şöyle ki; bu koordinasyon sayılı kompleks 6 koordinasyon sayılıdır. Diğer yandan (NH4)3, (ZnCI5), Cs3[CoCI5] gibi bileşiklerde 4 koordinasyon sayılıdır. Bu tür yani 5 koordinasyon sayılı olanlara örnek ise [XeF5] verilebilir. Bu sayıların bilinmesindeki zorluk ise, stokimetride 5 üzerine kurulu olan komplekslerin 5 değil aslında 4 ile 6 koordinasyon sayılı olmasından ileri gelir.

 

Koordinasyon sayısı 6 :

En çok rastlanan kompleksler bu sayıdandır. Co(III), Cr(III ve Fe(III) gibi katyonlar 6 Koordinasyon sayısı sayılı bileşikler verirler. Fakat bazı istisnalarda vardır, bunlar [CrCı3(NMe3)2], [CoX3(PR3)2] gibi bileşikler istisnadır. 6 koordinasyon sayılı kompleksler tetrahedral yapı gösterirler. Bunlar arasında en çok görülenleri ise trigonal antiprizma ve trigonal prizma yapılarıdır. Bunlara örnek ThI2 trigonal antiprizma, MosS2 ve WS2 trigonal prizma verilebilir. Bu tür kompleksler optikçe de aktiftirler, yani ayna görüntüsünü aynen gösterirler. Üst üste getirildiklerinde çakışmazlar. Fakat optikçe izomer kavramını daha iyi akılda tutmak için yapıların üç boyutlu oldukları kabul edilmelidir, aksi takdirde anlaşılmaları güçleşir.

 

Koordinasyon sayısı 7 :

Bu koordinasyon sayısına sahip kompleksler oldukça azdır. Bu tür yapılar ise beşgen çift piramit, başlıklı üçgen prizma ve başlıklı sekizyüzlüdür. Bu koordinasyon sayılı bileşiklere rastlanmamasının nedenleri, ligand-ligand itmelerinin artması ve merkez atom etrafındaki atomların zayıflamalarıdır. Bunun yanında 7 bağ yapmaları ise zordur ve öteki bağlardan daha uzundurlar.
Koordinasyon sayısı 8 :

Bu tür koordinasyon sayılı komplekslerin sayısı günden güne artmaktadır. Lantanitler, aktinitler, wolfram, molibden, niyobyum, tantal bu koordinasyon sayılı bileşikler verir. Yapıları ise kare düzlem antiprizma ve onikiyüzlüdür. Katı hale en iyi örnek Na7Zr6F31 bileşiğidir ve kare antiprizma düzlemindedir. İkinci bir örnek ise onikiyüzlüye sahip [Zr(acac)4] (burada acac asetilasetonattır) kompleksleridir.

 

Daha büyük koordinasyon sayıları

8 den sonra gelen koordinasyon sayılı kompleksler azdır ve özel durumdadırlar. 9 koordinasyon sayısına örnekler [La(H2O)9]+3 ve [ReH9]-2 kompleksleridir. Bu tür yapılar ise genelde kare antiprizma ve dörtgen olup, yüzeylerine bir ligand daha gelmektedir.

 

Ligand: Merkez atoma bağlı yüklü veya yüksüz gruplardır.

 

Kaynaklar:
[1]. Prof.Dr.Turgut Gündüz – Koordinasyon Kimyası (Gazi Kitabevi Yayınları-2005)
[2]. Gary L. Miessler – Donald A. Tarr – İnorganik Kimya (Çev:Prof.Dr. Nurcan Karacan-Prof.Dr. Perihan Gürkan) (Palme Yayıncılık-2009)
[3]. Petrucci, Herring, Madura, Bissonette – Genel Kimya (Çev:Tahsin Uyar, Serpil Aksoy, Recai İnam) (Palme Yayıncılık – 2012)

 

İsmail Çelik hakkında 217 makale
Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi (Chemistry)

1 yorum

Bir yanıt bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.


*