Calculateur de Nombre de Coordination

Déterminez les nombres de coordination et prédites les géométries moléculaires des complexes métalliques

Mode de Saisie

Formule du Complexe

Utilisez des crochets pour le complexe, incluez la charge si présente

Exemples Rapides

Comprendre le Nombre de Coordination

Le nombre de coordination (NC) est le nombre d’atomes donneurs du ligand directement liés à l’ion métallique central dans un complexe de coordination. Ce concept fondamental de la chimie de coordination détermine la géométrie, les propriétés et la réactivité du complexe. Le nombre de coordination dépend de la taille de l’ion métallique, de sa charge et de la nature des ligands.

Concepts Clés

Nombre de Coordination : Le nombre total d’atomes donneurs liés au métal central
Ligand : Une molécule ou un ion qui donne des paires d’électrons au métal
Denticité : Le nombre d’atomes donneurs dans un seul ligand (mono-, bi-, tri-, etc.)
Chélate : Un complexe avec des ligands multidentates formant des structures cycliques
Sphère de Coordination : Le métal central et ses ligands directement attachés

Nombres de Coordination et Géométries Courants

Nombre de Coordination 2

Linéaire

Géométrie : Linéaire (angle de liaison de 180°)

Exemples : [Ag(NH₃)₂]⁺, [CuCl₂]⁻, [Au(CN)₂]⁻

Nombre de Coordination 4

Tétraédrique ou Plan Carré

Tétraédrique : [CoCl₄]²⁻, [Zn(NH₃)₄]²⁺, [FeCl₄]⁻

Plan Carré : [PtCl₄]²⁻, [Ni(CN)₄]²⁻, [AuCl₄]⁻

Remarque : les métaux d⁸ (Pt²⁺, Pd²⁺, Au³⁺, Ni²⁺) adoptent souvent une géométrie plan carré

Nombre de Coordination 6

Octaédrique

Géométrie : Octaédrique (la plus courante pour NC 6)

Exemples : [Fe(CN)₆]³⁻, [Co(NH₃)₆]³⁺, [Cr(H₂O)₆]³⁺, [Ni(H₂O)₆]²⁺

Autres Nombres de Coordination

Géométries Diverses

• NC 3 : Trigonale plane (rare) - [HgI₃]⁻
• NC 5 : Bipyramidale trigonale ou Pyramidale à base carrée - [Fe(CO)₅]
• NC 7 : Bipyramidale pentagonale - [UO₂F₅]³⁻
• NC 8 : Cubique ou Antiprismatique carrée - [Mo(CN)₈]⁴⁻
• NC 12 : Cuboctaédrique - Certains lanthanides

Ligands Courants et Denticité

Ligands Monodentates

Un atome donneur par ligand

• H₂O (aqua)
• NH₃ (ammine)
• Cl⁻ (chloro)
• CN⁻ (cyano)
• CO (carbonyle)
• OH⁻ (hydroxo)

Ligands Bidentates

Deux atomes donneurs par ligand

• en (éthylènediamine)
• ox²⁻ (oxalate)
• acac⁻ (acétylacétonate)
• bipy (bipyridine)
• phen (phénanthroline)

Ligands Polydentates

Trois atomes donneurs ou plus

• dien (tridentate)
• trien (tétradentate)
• EDTA⁴⁻ (hexadentate)
• porphyrine (tétradentate)

Ligands Ambidentates

Peuvent se lier par différents atomes

• NO₂⁻ (peut se lier par N ou O)
• SCN⁻ (peut se lier par S ou N)
• CN⁻ (peut se lier par C ou N)

Facteurs Affectant le Nombre de Coordination

1. Taille de l’Ion Métallique Central

Les ions métalliques plus grands peuvent accueillir davantage de ligands. Exemple : NC 6 est plus courant pour les métaux 3d plus grands, tandis que les métaux plus petits peuvent préférer NC 4.

2. Charge de l’Ion Métallique

Une charge plus élevée augmente l’attraction électrostatique, ce qui conduit souvent à des nombres de coordination plus élevés. Fe³⁺ a généralement NC 6, tandis que Fe²⁺ peut avoir NC 4 ou 6.

3. Taille des Ligands

Les ligands volumineux entraînent des nombres de coordination plus faibles en raison de l’encombrement stérique. Les petits ligands comme CN⁻ permettent des nombres de coordination plus élevés.

4. Configuration Électronique

Les métaux d⁸ (Pt²⁺, Pd²⁺, Ni²⁺) préfèrent fortement la géométrie plan carré avec NC 4 en raison de l’énergie de stabilisation du champ cristallin.

5. Denticité du Ligand

Les ligands multidentates (agents chélatants) peuvent atteindre des nombres de coordination plus élevés avec moins de molécules de ligand. L’EDTA seul peut fournir NC 6.

Applications de la Chimie de Coordination

1. Systèmes Biologiques

L’hémoglobine contient Fe²⁺ avec NC 6 (octaédrique), la chlorophylle possède Mg²⁺ avec NC 4 (plan carré) et la vitamine B₁₂ présente Co³⁺ avec NC 6.

2. Catalyse

Les complexes de coordination sont largement utilisés comme catalyseurs. Le catalyseur de Wilkinson [RhCl(PPh₃)₃] a NC 4 et catalyse les réactions d’hydrogénation.

3. Médecine

Le cisplatine [PtCl₂(NH₃)₂] avec NC 4 (plan carré) est un médicament de chimiothérapie. L’EDTA est utilisé en thérapie de chélation des métaux lourds.

4. Science des Matériaux

Les polymères de coordination et les réseaux métallo-organiques (MOFs) exploitent différents nombres de coordination pour créer des matériaux poreux pour le stockage de gaz et la catalyse.

5. Chimie Analytique

Les complexes de coordination sont utilisés comme indicateurs (titrages à l’EDTA), en analyse colorimétrique et pour la détection sélective des ions métalliques.

Références

Les principes et géométries de la chimie de coordination sont basés sur la chimie inorganique fondamentale provenant de sources reconnues :

Remarque : Ce calculateur détermine les nombres de coordination en se basant sur les denticités standard des ligands. Pour les cas complexes avec des ligands pontants, des modes de liaison inhabituels ou des composés organométalliques, consultez des références avancées de chimie de coordination. Les prédictions de géométrie sont basées sur des modèles courants mais peuvent varier selon les configurations électroniques spécifiques et les effets stériques.