Координационное число

Координацио́нное число́, понятие, широко используемое в химии комплексных соединений и при описании структуры кристаллов (например, в кристаллохимии).

Для комплексных соединений координационное число центрального атома (комплексообразователя) определяется как число непосредственно связанных с ним электронодонорных центров лигандов (атомов или π-связей). Координационное число равно числу лигандов, умноженному на дентатность. Например, координационное число Ni(II) равно 6 и в комплексе [Ni(NH₃ )₆ ]₂ с 6 монодентатными лигандами NH₃ , и в комплексе [Ni(en)₃ ]^2– с 3 бидентатными этилендиаминовыми лигандами NH₂ (CH₂ )₂ NH₂ . Значения координационного числа в комплексах варьируют от 2 до 12 (наиболее часто 4 и 6). Координационное число зависит от соотношения размеров центрального атома и донорных атомов лигандов. Например, в комплексах [BF₄ ]^– и [AlF₆ ]^3– с одинаковыми лигандами координационное число выше для Al(III), имеющего бóльшие размеры. Как правило, чем выше степень окисления комплексообразователя, тем больше координационное число. Так, для центрального атома М(I) – Cu(I), Ag(I), Au(I), наиболее характерно координационное число 2, пример – комплексные соединения [M(NH₃ )₂ ]Cl; для центрального атома М(III) или М(IV) – координационное число 6, пример – комплексные соединения K₃ [M(CN)₆ ] с M – Fe(III), Co(III), Cr(III), [Pt(NH₃ )₆ ]Cl₄ .

Для кристаллических структур координационное число определяется как число ближайших к данному атому, иону или центру молекулы, соответственно, атомов, противоионов или центров соседних одинаковых молекул. Например, в структурах типа NaCl каждый катион окружён 6 анионами, а каждый анион – 6 катионами, т. е. для обоих типов ионов координационное число равно 6; в структурах типа CaF₂ – для катионов координационное число равно 8, для анионов 4; в структурах алмаза, кремния, германия координационное число равно 4; в структурах некоторых металлов (Cu, Au и др.) с плотнейшей кубической или гексагональной упаковкой координационное число равно 12.

Понятие «координационное число» применяется также при описании структуры аморфных тел и жидкостей. В этом случае координационное число является величиной статистической и может служить мерой ближнего порядка.

С понятием «координационное число» взаимосвязано понятие «координационный полиэдр»: число вершин этого многогранника (в частном случае, плоской фигуры) равно координационному числу центрального атома.