Eine Koordinationszahl wurde 1893 von Alfred Werner definiert und ist ein Begriff, der in der Chemie verwendet wird, um die Anzahl der Bindungen zu bezeichnen, die ein zentrales Metallion in einer Koordinationsverbindung hat. Die Koordinationszahlen reichen von zwei bis 16, wobei vier und sechs am häufigsten vorkommen. Obwohl sie normalerweise für Übergangsmetallatome in einer Verbindung verwendet werden, können sie sich auch auf nichtmetallische Substanzen beziehen.
Neutrale Atome – also Atome ohne Ladung – oder Kationen – Atome mit einer positiven Ladung – können beide das Zentralatom in einer Koordinationsverbindung sein. Diese Atome sind normalerweise Übergangsmetalle, also die Elemente, die mit Halogenen reagieren. Eisen, Kupfer, Gold und Chrom sind Beispiele für Übergangsmetalle.
Übergangsmetalle sind in den Gruppen 12 bis XNUMX des Periodensystems der Elemente aufgeführt. Ihre Reaktion mit anderen Stoffen ist meist offensichtlich, weil Lösungen und Verbindungen einen Farbumschlag erfahren. Zum Beispiel ist Eisenchlorid (FeCl) normalerweise grün-schwarz, aber wenn es in einer Lösung gelöst wird, wird es gelb. Umgekehrt umfassen Halogene Fluor, Chlor und Jod. Sie haben immer sieben Valenzelektronen oder Elektronen, die in der Lage sind, Bindungen mit anderen Atomen zu teilen.
An das Metallion ist ein Ligand gebunden. Entweder ein Atom oder ein Molekül, ein Ligand kann neutral oder negativ geladen sein, ein Anion. Liganden sind normalerweise Halogene.
Es sind die Bindungen von Liganden an das Hauptmetallion, die die Koordinationszahl ergeben. Beispielsweise ist Ag[NH3]2+ oder das Diaminsilberion eine einfache Koordinationsverbindung mit einer Koordinationszahl von zwei. Ag oder Silber ist das zentrale Metallion. An das Silberatom hängen zwei Ammoniakmoleküle, NH3, eines auf jeder Seite des Atoms. Das Pluszeichen im chemischen Namen zeigt an, dass die Verbindung positiv geladen ist.
Koordinationsverbindungen werden oft als Katalysatoren oder Substanzen verwendet, die eine chemische Reaktion starten oder die Geschwindigkeit ändern. Die eigentliche Verbindung kann positiv geladen, negativ geladen oder neutral sein. Verbindungen mit Koordinationszahlen können mit der tatsächlichen Zahl oder mit einem geometrischen Namen bezeichnet werden, der sowohl die Koordinationszahl als auch die Grundform der Verbindung widerspiegelt.
Zum Beispiel ist eine Verbindung mit einer Koordinationszahl von zwei linear, daher werden diese Verbindungen als kollinear bezeichnet. Kollineare Verbindungen sind bei Metallen ungewöhnlich, bei Nichtmetallen jedoch relativ häufig. Koordinationszahlen von drei werden als trigonal-planar bezeichnet. Diese sind selten, werden aber bei besonders großen Liganden gefunden. Tetraederverbindungen haben Koordinationszahlen von vier, während fünf entweder trigonal-bipyramidal oder quadratisch-pyramidal sind.