Som kendt kunne nitrogen danne 3 bindinger baseret på oktetregel, fordi det har 5 valenselektroner. Det betyder, at det har brug for 3 obligationer.
På den anden side, hvorfor danner nitrogen undertiden 4 bindinger?
Kommentarer
- Fordi ensomme par kan lav dipolære bindinger …
- Titlen og spørgsmålet er noget usammenhængende. Spørgsmålet er ret trivielt, mens titlen er ret interessant. Hvis dette handler om det maksimale antal obligationer, ville jeg svare, at jeg så en struktur med 7.
- @andselisk True, men den originale titel (før redigering) var jævn mere interessant;)
- @paracetamol Ah, det mægtige natrium. Sandsynligvis skulle OP præcisere, hvad der forventes nøjagtigt af svaret.
- Nå, for nitrogen er det rigeste koordinationsmiljø, jeg kender, et afgrænset trigonal prisme, C.N. 7 (Costa, M.; Della Pergola, R.; Fumagalli, A.; Laschi, F.; Losi, S.; Macchi, P.; Sironi, A.; Zanello, P. Inorg. Chem. 2007, 46 ( 2), 552-560. DOI 10.1021 / ic0608288). Men dette er en ret ikke-standard sag, da $ \ ce {N} $ -atomet er fanget inde i en metalramme.
Svar
Jeg vil gerne prøve at besvare spørgsmålet fra titlen om det maksimale antal atomer, som kvælstof er i stand til at binde til, og også udvide min kommentar lidt.
Metal nitrido-komplekser er almindeligt kendt for at have op til 6 metalcentre bundet med en enkelt broforbindelse $ \ ce {N3 -} $ ion, der er placeret i et oktaedrisk hulrum. bidrager med 5 elektroner, og resten leveres af gruppe 9 og 10 metaller, som er elektronrige (typisk $ \ ce {Rh} $, $ \ ce {Ir} $).
Der er få flere undtagelser, hvor formel CN for kvælstof er 7: komplekser af lithiumamider baseret på $ \ ce {\ {Li14N10 \} ^ {6 -}} $ cluster framework [1,2] og en inklusion nitrido-cluster $ \ ce { \ {Co2RhN2 \} ^ {3 -}} $ [3]. Desværre i begge krystalstrukturer [1,2] med 6- og 7-fold koordinerede nitrogener på $ \ ce {N-Ar} $ gro ups der er stærkt uordnede. Struktur [3] er mere velegnet til repræsentationen.
tris (Tetramethylammonium) ($ \ mu_7 $ -nitrido) – ($ \ mu_6 $ -nitrido ) -dekakier ($ \ mu_2 $ -carbonyl) -undecacarbonyl-deca-cobalt-rhodium (I) $ \ ce {[Co10RhN2 (CO) 21] ^ 3 -} $ [3] indeholder to ikke-ækvivalente 6- og 7 gange koordinerede nitrogenatomer (henholdsvis $ \ mathrm {N2} $ og $ \ mathrm {N1} $), der deler et trekantet ansigt:
$ \ color {# 909090} {\ Large \ bullet} ~ \ ce {C} $; $ \ color {# 3050F8} {\ Large \ bullet} ~ \ ce {N} $; $ \ color {# FF0D0D} {\ Large \ bullet} ~ \ ce {O} $; $ \ color {# F090A0} {\ Large \ bullet} ~ \ ce {Co} $; $ \ color {# 0A7D8C} {\ Large \ bullet} ~ \ ce {Rh} $;
Wireframe-model for klyngekerne uden carbonylligander:
Atom $ \ mathrm {N1} $ med CN 7 er koordineret med 6 kobolt og 1 rhodium og danner et afgrænset trigonal prisme. Interessant nok er $ \ mathrm {Co1} $ et capping atom, ikke rhodium:
N1 SYMM Co5 Co4 Co6 Co3 Co2 Rh1 Co1 Co5 1.90 I - - - - - - - Co4 1.91 I 135.0 - - - - - - Co6 1.92 I 79.5 80.2 - - - - - Co3 1.98 I 129.7 85.1 80.2 - - - - Co2 2.00 I 82.3 140.2 128.4 75.4 - - - Rh1 2.18 I 80.7 81.1 128.3 144.9 95.3 - - Co1 2.43 I 143.5 70.3 136.5 66.4 70.1 78.6 - Begge interstitielle nitrogener spiller rollen som interne ligander , som tilvejebringer klyngevalenceelektroner (CVE ), men bidrager ikke til sterisk hindring mellem eksterne ligander såsom carbonyler, hvilket gør klyngen mere stabil [4, kap. 1.18]
Bibliografi
- Armstrong, DR ; Barr, D.; Clegg, W.; Drake, SR; Singer, RJ; Snaith, R.; Stalke, D.; Wright, DS Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1991 , 30 (12), 1707-1709. DOI 10.1002 / anie .199117071 .
- Armstrong, DR; Ball, SC; Barr, D.; Clegg, W.; Linton, DJ; Kerr, LC; Moncrieff, D.; Raithby, PR; Singer , RJ; Snaith, R.; Stalke, D.; Wheatley, AEH; Wright, DS J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2002 , 0 (12), 2505-2511. DOI 10.1039 / B107970K .
- Costa, M .; Della Pergola, R .; Fumagalli, A .; Laschi, F .; Losi, S .; Macchi, P .; Sironi, A .; Zanello, P. Inorg. Chem. 2007 , 46 (2), 552-560. DOI 10.1021 / ic0608288 .
- Metalklynger inden for kemi ; Oro, L. A., Braunstein, P., Raithby, P. R., Eds .; Wiley-VCH: Weinheim; New York, 1999. ISBN 978-3-527-29549-4.
Svar
Kvælstof har tre elektroner i sin 2p orbital. Derfor kan den danne tre bindinger ved at dele dens tre elektroner. Det kan ikke acceptere flere elektroner, men her danner det den fjerde binding.
Kvælstof har et enkelt par elektroner i sin 2s orbital. Det kan donere dette elektronpar for at danne en koordinatbinding. Denne koordinatbinding, som nitrogen danner ved at donere sit elektronpar til det ledige orbital i et andet atom, er, hvordan det kan danne 4 bindinger.