Défini par Alfred Werner en 1893, un nombre de coordination est un terme utilisé en chimie pour désigner le nombre de liaisons qu’un ion métallique central possède dans un composé de coordination. Les nombres de coordination vont de deux à 16, quatre et six étant les plus courants. Bien qu’ils soient normalement utilisés pour les atomes de métaux de transition dans un composé, ils peuvent également faire référence à des substances non métalliques.
Les atomes neutres – qui sont des atomes sans charge – ou des cations – des atomes avec une charge positive – peuvent tous deux être l’atome central d’un composé de coordination. Ces atomes sont généralement des métaux de transition, qui sont les éléments qui réagissent avec les halogènes. Le fer, le cuivre, l’or et le chrome sont tous des exemples de métaux de transition.
Les métaux de transition sont répertoriés dans les groupes trois à 12 sur le tableau périodique des éléments. Leur réaction avec d’autres substances est généralement évidente car les solutions et les composés subissent un changement de couleur. Par exemple, le chlorure ferrique (FeCl) est généralement vert-noir, mais lorsqu’il est dissous dans une solution, il devient jaune. Inversement, les halogènes comprennent le fluor, le chlore et l’iode. Ils ont toujours sept électrons de valence, ou des électrons capables de partager des liaisons avec d’autres atomes.
Un ligand est attaché à l’ion métallique. Soit un atome ou une molécule, un ligand peut être neutre ou chargé négativement, un anion. Les ligands sont généralement des halogènes.
Ce sont les attachements de ligands à l’ion métallique principal qui donnent le nombre de coordination. Par exemple, Ag[NH3]2+, ou ion diamminesargent, est un composé de coordination simple avec un nombre de coordination de deux. Ag, ou argent, est l’ion métallique central. Attachées à l’atome d’argent se trouvent deux molécules d’ammoniac, NH3, une de chaque côté de l’atome. Le signe plus dans le nom chimique indique que le composé est chargé positivement.
Les composés de coordination sont souvent utilisés comme catalyseurs ou comme substances qui déclenchent ou modifient la vitesse d’une réaction chimique. Le composé réel peut être chargé positivement, négativement ou neutre. Les composés avec des numéros de coordination peuvent être désignés par le numéro réel ou par un nom géométrique qui reflète à la fois le numéro de coordination et la forme de base du composé.
Par exemple, un composé avec un nombre de coordination de deux sera linéaire, donc ces composés sont appelés colinéaires. Les composés colinéaires sont rares dans les métaux, mais relativement courants pour les non-métaux. Les nombres de coordination de trois sont appelés plans trigonaux. Ceux-ci sont rares, mais se trouvent lorsque les ligands sont particulièrement gros. Les composés tétraédriques ont des numéros de coordination de quatre, tandis que les cinq sont soit trigonaux-bipyramidaux, soit carrés-pyramidaux.