[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/2020\/12\/27\/koordinationsnummer-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/2020\/12\/27\/koordinationsnummer-wikipedia\/","headline":"Koordinationsnummer – Wikipedia","name":"Koordinationsnummer – Wikipedia","description":"In der Chemie, Kristallographie und Materialwissenschaft ist die Koordinationsnummer, auch genannt Liganz, eines Zentralatoms in einem Molek\u00fcl oder Kristall ist","datePublished":"2020-12-27","dateModified":"2020-12-27","author":{"@type":"Person","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/author\/lordneo\/#Person","name":"lordneo","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/author\/lordneo\/","image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","url":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","height":96,"width":96}},"publisher":{"@type":"Organization","name":"Enzyklop\u00e4die","logo":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","width":600,"height":60}},"image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/7\/7f\/Zirconium-borohydride-3D-balls-A.png\/200px-Zirconium-borohydride-3D-balls-A.png","url":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/7\/7f\/Zirconium-borohydride-3D-balls-A.png\/200px-Zirconium-borohydride-3D-balls-A.png","height":"193","width":"200"},"url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/2020\/12\/27\/koordinationsnummer-wikipedia\/","wordCount":6411,"articleBody":"In der Chemie, Kristallographie und Materialwissenschaft ist die Koordinationsnummer, auch genannt Liganz, eines Zentralatoms in einem Molek\u00fcl oder Kristall ist die Anzahl der Atome, Molek\u00fcle oder Ionen, die daran gebunden sind.  Das Ion \/ Molek\u00fcl \/ Atom, das das Zentralion \/ Molek\u00fcl \/ Atom umgibt, wird als Ligand bezeichnet.  Diese Zahl wird f\u00fcr Molek\u00fcle etwas anders bestimmt als f\u00fcr Kristalle.F\u00fcr Molek\u00fcle und mehratomige Ionen wird die Koordinationszahl eines Atoms durch einfaches Z\u00e4hlen der anderen Atome bestimmt, an die es gebunden ist (entweder durch Einfach- oder Mehrfachbindungen).[1]  Zum Beispiel, [Cr(NH3)2Cl2Br2]– – hat Cr3+ als zentrales Kation, das eine Koordinationszahl von 6 hat und als beschrieben wird hexakoordiniert.  Die gemeinsamen Koordinationsnummern sind 4, 6 und 8.Molek\u00fcle, mehratomige Ionen und Koordinationskomplexe[edit]      In Chemie, Koordinationsnummer (CN), urspr\u00fcnglich 1893 von Alfred Werner definiert, ist die Gesamtzahl der Nachbarn eines Zentralatoms in einem Molek\u00fcl oder Ion.[1][3]  Das Konzept wird am h\u00e4ufigsten auf Koordinationskomplexe angewendet.Einfache und allt\u00e4gliche F\u00e4lle[edit]Die h\u00e4ufigste Koordinationsnummer f\u00fcr d-Block\u00fcbergangsmetallkomplexe sind 6. Der CN unterscheidet nicht die Geometrie solcher Komplexe, dh oktaedrisch gegen\u00fcber trigonal prismatisch.F\u00fcr \u00dcbergangsmetallkomplexe reichen die Koordinationszahlen von 2 (z. B. Auich in Ph3PAuCl) bis 9 (z. B. ReVII im [ReH9]2\u2212).  Metalle in der f-Block (die Lanthanoide und Actinoide) k\u00f6nnen aufgrund ihrer gr\u00f6\u00dferen Ionenradien und der Verf\u00fcgbarkeit von mehr Orbitalen f\u00fcr die Bindung eine h\u00f6here Koordinationszahl aufnehmen.  Koordinationszahlen von 8 bis 12 werden \u00fcblicherweise f\u00fcr beobachtet f-block Elemente.  Beispielsweise kann mit zweiz\u00e4hnigen Nitrationen als Liganden CeIV und ThIV bilden die 12-koordinierten Ionen [Ce(NO3)6]2\u2212 (Cerammoniumnitrat) und [Th(NO3)6]2\u2212.  Wenn die umgebenden Liganden viel kleiner als das Zentralatom sind, k\u00f6nnen noch h\u00f6here Koordinationszahlen m\u00f6glich sein.  Eine rechnergest\u00fctzte Chemiestudie sagte eine besonders stabile voraus PbHe2+15  Ion bestehend aus einem zentralen Bleiion, das mit nicht weniger als 15 Heliumatomen koordiniert ist.[4]  Unter den Frank-Kasper-Phasen kann die Packung von Metallatomen Koordinationszahlen von bis zu 16 ergeben.[5]  Im entgegengesetzten Extrem kann eine sterische Abschirmung zu ungew\u00f6hnlich niedrigen Koordinationszahlen f\u00fchren.  Ein \u00e4u\u00dferst seltener Fall eines Metalls mit einer Koordinationszahl von 1 tritt im Arylthallium (I) -Komplex 2,6-Tipp auf Terphenylbasis auf2C.6H.3Tl, wobei Tipp die 2,4,6-Triisopropylphenylgruppe ist.[6]Polyhapto-Liganden[edit]Koordinationszahlen werden beim Umgang mit Polyhapto-Liganden mehrdeutig.  F\u00fcr \u03c0-Elektronenliganden wie das Cyclopentadienidion [C5H5]– –, Alkene und das Cyclooctatetraenidion [C8H8]2\u2212Die Anzahl benachbarter Atome im \u03c0-Elektronensystem, die an das Zentralatom binden, wird als Haptizit\u00e4t bezeichnet.[7]  In Ferrocen ist die Haptizit\u00e4t, \u03b7von jedem Cyclopentadienidanion betr\u00e4gt f\u00fcnf Fe (\u03b75-C5H.5)2.  Es gibt verschiedene M\u00f6glichkeiten, den Beitrag zuzuordnen, den jeder Cyclopentadienidligand zur Koordinationszahl des zentralen Eisenatoms leistet.  Der Beitrag k\u00f6nnte als eins zugeordnet werden, da es einen Liganden gibt, oder als f\u00fcnf, da es f\u00fcnf benachbarte Atome gibt, oder als drei, da drei Elektronenpaare beteiligt sind.  Normalerweise wird die Anzahl der Elektronenpaare gemessen.[8]Oberfl\u00e4chen und Rekonstruktion[edit]Die Koordinationszahlen sind f\u00fcr Atome im Inneren eines Kristallgitters gut definiert: Man z\u00e4hlt die n\u00e4chsten Nachbarn in alle Richtungen.  Die Anzahl der Nachbarn eines inneren Atoms wird als bezeichnet Massenkoordinationsnummer.  F\u00fcr Oberfl\u00e4chen ist die Anzahl der Nachbarn begrenzter, so dass die Oberfl\u00e4chenkoordinationsnummer ist kleiner als die Massenkoordinationszahl.  Oft ist die Oberfl\u00e4chenkoordinationszahl unbekannt oder variabel.[9]    Die Oberfl\u00e4chenkoordinationszahl h\u00e4ngt auch von den Miller-Indizes der Oberfl\u00e4che ab.  In einem kubisch-raumzentrierten Kristall (BCC) betr\u00e4gt die Volumenkoordinationszahl 8, w\u00e4hrend f\u00fcr die (100) -Oberfl\u00e4che die Oberfl\u00e4chenkoordinationszahl 4 betr\u00e4gt.[10]Fallstudien[edit]Ein \u00fcblicher Weg, um die Koordinationszahl eines Atoms zu bestimmen, ist die R\u00f6ntgenkristallographie.  Verwandte Techniken umfassen Neutronen- oder Elektronenbeugung.[11]  Die Koordinationszahl eines Atoms kann einfach durch Z\u00e4hlen der n\u00e4chsten Nachbarn bestimmt werden.\u03b1-Aluminium hat eine regelm\u00e4\u00dfige kubisch dicht gepackte Struktur, fcc, wobei jedes Aluminiumatom 12 n\u00e4chste Nachbarn hat, 6 in derselben Ebene und 3 dar\u00fcber und darunter, und das Koordinationspolyeder ein Kuboktaeder ist.  \u03b1-Eisen hat eine kubisch raumzentrierte Struktur, bei der jedes Eisenatom 8 n\u00e4chste Nachbarn an den Ecken eines W\u00fcrfels hat.  Eine Graphitschicht, Kohlenstoffatome und CC-Bindungen sind schwarz dargestellt.Die beiden h\u00e4ufigsten Allotrope von Kohlenstoff haben unterschiedliche Koordinationszahlen.  In Diamant befindet sich jedes Kohlenstoffatom im Zentrum eines regul\u00e4ren Tetraeders, der aus vier anderen Kohlenstoffatomen besteht. Die Koordinationszahl betr\u00e4gt wie bei Methan vier.  Graphit besteht aus zweidimensionalen Schichten, in denen jeder Kohlenstoff kovalent an drei andere Kohlenstoffe gebunden ist;  Atome in anderen Schichten sind weiter entfernt und keine n\u00e4chsten Nachbarn, was eine Koordinationszahl von 3 ergibt.[12]    Ionen mit der Koordinationsnummer sechs umfassen die hochsymmetrische “Steinsalzstruktur”.Bei chemischen Verbindungen mit regelm\u00e4\u00dfigen Gittern wie Natriumchlorid und C\u00e4siumchlorid ergibt eine Z\u00e4hlung der n\u00e4chsten Nachbarn ein gutes Bild der Umgebung der Ionen.  In Natriumchlorid hat jedes Natriumion 6 Chloridionen als n\u00e4chste Nachbarn (um 276 Uhr) an den Ecken eines Oktaeders und jedes Chloridion hat 6 Natriumatome (ebenfalls um 276 Uhr) an den Ecken eines Oktaeders.  In C\u00e4siumchlorid hat jedes C\u00e4sium 8 Chloridionen (um 356 Uhr) an den Ecken eines W\u00fcrfels und jedes Chlorid hat acht C\u00e4siumionen (ebenfalls um 356 Uhr) an den Ecken eines W\u00fcrfels.Komplikationen[edit]In einigen Verbindungen sind die Metall-Ligand-Bindungen m\u00f6glicherweise nicht alle gleich weit entfernt.  Zum Beispiel in PbCl2, die Koordinationsnummer von Pb2+ Man k\u00f6nnte sagen, dass es sieben oder neun sind, je nachdem, welche Chloride als Liganden zugeordnet sind.  Sieben Chloridliganden haben Pb-Cl-Abst\u00e4nde von 280\u2013309 pm.  Zwei Chloridliganden sind mit einem Pb-Cl-Abstand von 370 pm weiter entfernt.[13]In einigen F\u00e4llen wird eine andere Definition der Koordinationszahl verwendet, die Atome in gr\u00f6\u00dferer Entfernung als die n\u00e4chsten Nachbarn enth\u00e4lt.  Die sehr weit gefasste Definition der International Union of Crystallography, IUCR, besagt, dass die Koordinationszahl eines Atoms in einem kristallinen Feststoff vom chemischen Bindungsmodell und der Art und Weise abh\u00e4ngt, wie die Koordinationszahl berechnet wird.[14][15]Einige Metalle haben unregelm\u00e4\u00dfige Strukturen.  Beispielsweise hat Zink eine verzerrte hexagonale dicht gepackte Struktur.  Regelm\u00e4\u00dfige hexagonale Packung von Kugeln w\u00fcrde vorhersagen, dass jedes Atom 12 n\u00e4chste Nachbarn und ein dreieckiges Orthobicupola-Koordinationspolyeder (auch als Antikuboktaeder oder Zwillingskuboktaeder bezeichnet) hat.[12][16]  In Zink gibt es nur 6 n\u00e4chste Nachbarn um 266 Uhr in derselben dicht gepackten Ebene mit sechs anderen, n\u00e4chstgelegenen Nachbarn in gleichem Abstand, drei in jeder der dicht gepackten Ebenen oben und unten um 291 Uhr.  Es wird als vern\u00fcnftig angesehen, die Koordinierungsnummer als 12 statt als 6 zu beschreiben.[15]  \u00c4hnliche \u00dcberlegungen k\u00f6nnen auf die regul\u00e4re k\u00f6rperzentrierte W\u00fcrfelstruktur angewendet werden, bei der zus\u00e4tzlich zu den 8 n\u00e4chsten Nachbarn 6 weitere, ungef\u00e4hr 15% weiter entfernte,[12]  und in diesem Fall wird die Koordinationsnummer oft als 14 angesehen.  Viele chemische Verbindungen haben verzerrte Strukturen.  Nickelarsenid, NiAs hat eine Struktur, in der Nickel- und Arsenatome 6-koordiniert sind.  Im Gegensatz zu Natriumchlorid, bei dem die Chloridionen kubisch dicht gepackt sind, sind die Arsenanionen hexagonal dicht gepackt.  Die Nickelionen sind 6-koordiniert mit einem verzerrten oktaedrischen Koordinationspolyeder, bei dem sich Oktaeders\u00e4ulen gegen\u00fcberliegende Fl\u00e4chen teilen.  Die Arsenionen sind nicht oktaedrisch koordiniert, sondern haben ein trigonales prismatisches Koordinationspolyeder.  Eine Folge dieser Anordnung ist, dass die Nickelatome ziemlich nahe beieinander liegen.  Andere Verbindungen, die diese oder eine eng verwandte Struktur teilen, sind einige \u00dcbergangsmetallsulfide wie FeS und CoS sowie einige intermetallische Verbindungen.  In Cobalt (II) tellurid, CoTe, sind die sechs Tellur- und zwei Cobaltatome alle gleich weit vom zentralen Co-Atom entfernt.[12]  Zwei weitere Beispiele f\u00fcr h\u00e4ufig vorkommende Chemikalien sind Fe2\u00d63 und TiO2.  Fe2\u00d63 hat eine Kristallstruktur, die so beschrieben werden kann, dass sie eine nahezu dicht gepackte Anordnung von Sauerstoffatomen aufweist, wobei Eisenatome zwei Drittel der oktaedrischen L\u00f6cher f\u00fcllen.  Jedes Eisenatom hat jedoch 3 n\u00e4chste Nachbarn und 3 andere etwas weiter entfernt.  Die Struktur ist ziemlich komplex, die Sauerstoffatome sind an vier Eisenatome koordiniert und die Eisenatome teilen sich wiederum Eckpunkte, Kanten und Fl\u00e4chen der verzerrten Oktaeder.[12]  TiO2 hat die Rutilstruktur.  Die Titanatome sind 6-koordiniert, 2 Atome bei 198,3 Uhr und 4 bei 194,6 Uhr in einem leicht verzerrten Oktaeder.  Die Oktaeder um die Titanatome teilen sich Kanten und Eckpunkte, um ein 3D-Netzwerk zu bilden.  Die Oxidionen sind in einer trigonalen planaren Konfiguration 3-koordiniert.[17]Verwendung in Quasikristall-, Fl\u00fcssigkeits- und anderen ungeordneten Systemen[edit]    Zweite Koordinationsnummer der Lennard-Jones-Fl\u00fcssigkeitDie Koordinationszahl von Systemen mit St\u00f6rung kann nicht genau definiert werden.Das erste Koordinationsnummer kann mit der radialen Verteilungsfunktion definiert werden G((r):[18][19]n1=4\u03c0\u222br0r1r2G((r)\u03c1dr,{ displaystyle n_ {1} = 4  pi  int _ {r_ {0}} ^ {r_ {1}} r ^ {2} g (r)  rho , dr,}wo r0 ist die Position ganz rechts ab r = 0 worauf G((r) ist ungef\u00e4hr Null, r1 ist das erste Minimum.  Daher ist es die Fl\u00e4che unter dem ersten Gipfel von G((r).Das zweite Koordinationsnummer ist \u00e4hnlich definiert:n2=4\u03c0\u222br1r2r2G((r)\u03c1dr.{ displaystyle n_ {2} = 4  pi  int _ {r_ {1}} ^ {r_ {2}} r ^ {2} g (r)  rho , dr.}Alternative Definitionen f\u00fcr die Koordinationsnummer finden sich in der Literatur, aber im Wesentlichen ist die Hauptidee dieselbe.  Eine dieser Definitionen lautet wie folgt: Bezeichnet die Position des ersten Peaks als rp,n1‘=8\u03c0\u222br0rpr2G((r)\u03c1dr.{ displaystyle n ‘_ {1} = 8  pi  int _ {r_ {0}} ^ {r_ {p}} r ^ {2} g (r)  rho , dr.}Das erste Koordinationsschale ist die Kugelschale mit Radius zwischen r0 und r1 um das zu untersuchende zentrale Teilchen.Verweise[edit]^ ein b IUPAC, Kompendium der chemischen Terminologie, 2. Aufl.  (das “Goldbuch”) (1997).  Online korrigierte Version: (2006\u2013) “Koordinationsnummer“. doi:10.1351 \/ goldbook.C01331^ Haaland, Arne;  Shorokhov, Dmitry J.;  Tutukin, Andrey V.;  Volden, Hans Vidar;  Swang, Ole;  McGrady, G. Sean;  Kaltsoyannis, Nikolas;  Downs, Anthony J.;  Tang, Christina Y.;  Turner, John FC (2002).  Molek\u00fclstrukturen von zwei Metall-Tetrakis (Tetrahydroboraten), Zr (BH4)4 und U (BH4)4: Gleichgewichtskonformationen und Hindernisse f\u00fcr die Innenrotation des dreifach \u00fcberbr\u00fcckenden BH4 Gruppen “. Anorganische Chemie. 41 (25): 6646\u20136655.  doi:10.1021 \/ ic020357z.  PMID 12470059.CS1-Wartung: Verwendet den Autorenparameter (Link)^ De, AK (2003). Ein Lehrbuch der Anorganischen Chemie.  New Age International Publishers.  p.  88. ISBN 978-8122413847.^ Hermann, Andreas;  Lein, Matthias;  Schwerdtfeger, Peter (2007).  “Die Suche nach den Arten mit der h\u00f6chsten Koordinationsnummer”. 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Bibcode:1988PhyS … 38..737V.  doi:10.1088 \/ 0031-8949 \/ 38\/5\/017.Externe Links[edit]"},{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BreadcrumbList","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/#breadcrumbitem","name":"Enzyklop\u00e4die"}},{"@type":"ListItem","position":2,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki15\/2020\/12\/27\/koordinationsnummer-wikipedia\/#breadcrumbitem","name":"Koordinationsnummer – Wikipedia"}}]}]