Question:
Un atome peut-il se lier à plus de 8 autres atomes?
Anoneemus
2015-05-24 21:56:46 UTC
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Est-il possible pour un atome de se lier avec 8 autres éléments (même type ou autre)? Si oui, veuillez donner quelques exemples. Si non, quelle pourrait en être la raison?

Ma question ne concerne pas les électrons de la coquille de valence. Ma question est de savoir si un élément peut se combiner avec plus de 8 autres éléments identiques ou différents ? Il peut s'agir de liaisons plutôt covalentes ou de n'importe quelle liaison.

Je pensais en 3D; la plupart des 6 atomes de coordonnées ont une forme octaédrique. Mais la réponse de bon m'a fait penser au ferrocène.
[Question précédente très pertinente] (http://chemistry.stackexchange.com/questions/27998/what-is-the-highest-possible-expanded-octet/).
Six réponses:
#1
+39
bon
2015-05-24 23:05:42 UTC
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Oui, il existe des complexes de coordination de grands éléments dont le nombre de coordination est supérieur à huit. Quelques exemples sont:

  • $ \ ce {[ReH9] ^ 2 -} $ avec une structure prismatique trigonale tricapée. Les neuf ligands hydrure sont assez petits pour s'adapter assez facilement autour de l'atome de rhénium relativement grand. Cet ion peut être isolé sous forme de sel de potassium $ \ ce {K2ReH9} $.

enter image description here

  • $ \ ce {[U (NO3) 6] ^ 2 -} $ avec un nombre de coordination impressionnant de 12, composé de six ligands nitrate formant chacun deux liaisons coordonnées avec l'ion uranium central.

enter image description here

Ne comptant que les ligands monohaptiques, le numéro de coordination 9 semble être le plus élevé actuellement connu, dans des composés tels que $ \ ce {[ReH9] ^ {2 -}} $, bien qu'un nombre de coordination aussi élevé que 15 ait été prédit pour $ \ ce { [PbHe_15] ^ {2 +}} $. En tenant compte des ligands multihaptiques, un numéro de coordination de 20 se trouve dans [$ \ ce {Th} \ mathrm {(\ eta ^ 5-} \ ce {C5H5} \ mathrm {) _4} $] (http: // upload. wikimedia.org/wikipedia/commons/9/95/Tetrakis%28cyclopentadienyl%29thorium%28IV%29-3D-balls.png).
@NicolauSakerNeto Le dernier compte-t-il vraiment 20?
Les orbitales @Alizter des 20 atomes de carbone sont impliquées dans la liaison avec l'ion thorium central, donc oui.
@NicolauSakerNeto Je pense que la question est de demander des ligands plutôt que des atomes ou bien n'importe quelle grosse molécule suffirait. Le thorium forme 4 ligands.
@NicolauSakerNeto J'ai vu un certain nombre d'articles affirmer que la 20-coordination dans $ \ ce {M (C5H5) 4} $ n'est pas une vue précise. L'argument est que chaque double liaison devrait compter comme un contact à 2 électrons. Il y aurait donc 3 contacts pour chaque $ \ ce {C5H5} $ pour un nombre total de coordination (Werner) de 12.
@ron Les données radiographiques pour les ligands cyclopentadiényle ont des distances de liaison égales et l'entité est plate, ce qui signifie que la liaison du cyclopentadiényle est répartie également sur le cycle. Puisqu'il y a 5 orbitales disponibles, comment la liaison pourrait-elle être caractérisée comme 3?
@LDC3 Lisez le deuxième paragraphe de ref_2 dans ma réponse. De plus, [Wikipedia] (http://en.wikipedia.org/wiki/Coordination_number) dit: «Il existe différentes manières d'attribuer la contribution apportée au numéro de coordination de l'atome de fer central par chaque ligand cyclopentadiénide. La contribution pourrait être assigné comme un puisqu'il y a un ligand, ou comme cinq puisqu'il y a cinq atomes voisins, ou comme trois puisqu'il y a trois paires d'électrons impliquées. ** Normalement, le nombre de paires d'électrons est pris ** "(c'est moi qui souligne).
Un isostructural à $ \ ce {[U (NO3) 6] ^ 2 -} $ complex $ \ ce {[Ce (NO3) 6] ^ 2 -} $ a même trouvé son chemin vers [Shriver's Inorganic Chemistry] (https: / /www.amazon.com/Inorganic-Chemistry-Duward-Shriver/dp/1429299061) couverture :)
#2
+30
ron
2015-05-25 01:46:05 UTC
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14 coordination est revendiquée dans $ \ ce {U (BH4) 4} $ ( ref_1, p. 268). La molécule existe sous forme de polymère à l'état solide. Six hydrogènes de deux des groupes $ \ ce {BH4} $ se lient entre le bore et l'uranium (une liaison de pont). Deux hydrogènes de chacun des deux groupes $ \ ce {BH4} $ restants font également le lien avec l'uranium; les deux autres hydrogènes se lient à un atome d'uranium adjacent pour construire le polymère. Jusqu'à présent, cela nous amène à 10 hydrogènes (6 + 4) liés à l'uranium central. Deux autres hydrogènes dans deux groupes $ \ ce {BH4} $ dans deux uraniums adjacents se lient également à l'uranium initial, comme décrit ci-dessus, dans le cadre de l'extension du polymère. Ces 4 liaisons supplémentaires vers l'hydrogène portent le numéro de coordination à 14.

Le numéro de coordination 15 a été trouvé dans $ \ ce {Th (H3BNMe2BH3) 4} $, et il est suggéré que la molécule aurait un numéro de coordination de 16 en phase gazeuse ( ref_2)

enter image description here

(source de l'image: voir ref_2 ci-dessus)

Il y a 7 contacts courts $ \ ce {B-Th} $ et un contact long $ \ ce {B-Th} $. Chaque contact court fournit 2 hydrogènes qui se lient au thorium, tandis que le contact long fournit 1 hydrogène pour la liaison au thorium, soit un total de 15 $ \ ce {Th-H} $ liaisons.

#3
+16
Martin - マーチン
2015-05-25 09:02:46 UTC
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Il y a eu des travaux assez intéressants de la part de mon ancien collègue et de mon superviseur sur des molécules riches en métaux avec une coordination supérieure à huit.

Chem. Eur. J., 2010, 16, 13372

Pour en savoir plus, voir Timo Bollermann, Thomas Cadenbach, Christian Gemel, Moritz von Hopffgarten, Gernot Frenking, Roland A. Fischer, Chem. EUR. J. , 2010 , 16 (45), 13372-13384. Également disponible sur researchgate.com. Pour l'analyse de liaison purement théorique, voir Moritz von Hopffgarten, Gernot Frenking, J. Phys. Chem. A , 2011 , 115 (45), 12758–12768.

#4
+13
andselisk
2017-09-28 02:23:27 UTC
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En octobre 2015, 5 mois après que toutes les réponses actuelles aient été données, un nouveau cluster composé avec C.N. 16, $ \ ce {CoB16 -} $, a été signalé [1]:

Nous rapportons ici l'observation d'un gros amas de bore dopé au métal de $ \ ce {CoB16 -} $, qui est produit en utilisant une source d'amas de vaporisation laser et caractérisé par spectroscopie photoélectronique (PES). Des recherches informatiques approfondies révèlent qu'il existe deux structures presque dégénérées pour $ \ ce {CoB16 -} $, qui sont impossibles à distinguer au plus haut niveau de la théorie employée. Ils possèdent tous deux une structure tubulaire à double anneau et donnent des motifs spectraux photoélectroniques similaires. Les structures peuvent être vues comme deux anneaux $ \ ce {B8} $ prenant en sandwich un atome $ \ ce {Co} $, rappelant un tambour et donnant lieu au plus grand nombre de coordination connu en chimie jusqu'à présent. [...]

L'ancien numéro de coordination le plus élevé connu expérimentalement était de 15 pour $ \ ce {[Th (H3BNMe2BH3) 4]} $ (réf. 33), bien que des études théoriques aient suggéré les nombres de coordination les plus élevés de 15 dans $ \ ce {PbHe15 ^ 2 +} $ (réf. 34) et de 16 dans les phases Friauf – Laves dans $ \ ce {MgZn2} $ ou $ \ ce {MgNi2} $ (réf. 35). Des fullerènes endoédriques ($ \ ce {M @ C60} $) ont été observés 36,37 , mais l'atome de métal dans ces cas interagit avec la coque $ \ ce {C60} $ principalement ioniquement et il le fait ne pas rester au centre de $ \ ce {C60} $.

enter image description here

Il faut souligner que aucune structure cristalline n'a encore été déterminée (au 3e trimestre 2017).

Références

  1. Popov, IA; Jian, T .; Lopez, G. V .; Boldyrev, A. I .; Wang, L.-S. Nature Communications 2015 , 6, ncomms9654 DOI: 10.1038 / ncomms9654. (Accès libre)
"aucune structure cristalline n'a encore été déterminée (au troisième trimestre de 2017)." avez-vous des mises à jour à ce sujet maintenant que le premier trimestre 2018 est sur le point de se terminer? Merci!
#5
+1
Oscar Lanzi
2019-01-04 05:41:52 UTC
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C'est peut-être une "triche", mais la coordination à dix atomes est connue depuis le ferrocène. Le fer est lié symétriquement à deux anneaux à cinq carbones. Des variations avec des anneaux plus grands et donc plus d'atomes liés au métal sont également connues, comme dans uranocène.

Avec les ligands π-donneurs, ce n'est pas si simple. C.N. n'a pas grand-chose à voir avec le nombre d'atomes dans chaque cycle, il faut plutôt déterminer le * nombre de paires d'électrons π données *. Ainsi, le C.N. du ferrocène et de l'uranocène sont respectivement de 6 et 10.
#6
  0
Karsten Theis
2019-01-04 01:13:24 UTC
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Dans les métaux avec un emballage cubique hexagonal ou centré sur la face, chaque atome a 12 voisins les plus proches. Illustration Libretext



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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