¿Cuántos enlaces puede formar el nitrógeno?

Me gustaría intentar responder la pregunta del título sobre el número máximo de átomos con los que el nitrógeno es capaz de unirse, y también expandir ligeramente mi comentario.

Los complejos metálicos de nitrido son comúnmente conocidos por tener hasta 6 centros metálicos unidos con un único ión puente $ \ ce {N3 -} $, ubicado en una cavidad octaédrica. Un nitrógeno intersticial puede contribuyen con 5 electrones, y el resto lo proporcionan los metales del grupo 9 y 10 que son ricos en electrones (típicamente, $ \ ce {Rh} $, $ \ ce {Ir} $).

Hay algunas excepciones más donde el CN formal para el nitrógeno es 7: complejos de amidas de litio basados en $ \ ce {\ {Li14N10 \} ^ {6 -}} $ marco de grupo [1,2] y una inclusión de grupo de nitrido $ \ ce { \ {Co2RhN2 \} ^ {3 -}} $ [3]. Desafortunadamente, en ambas estructuras cristalinas [1,2] con nitrógenos coordinados de 6 y 7 veces de $ \ ce {N-Ar} $ gro ups esos están muy desordenados. La estructura [3] es más adecuada para la representación.

tris (tetrametilamonio) ($ \ mu_7 $ -nitrido) – ($ \ mu_6 $ -nitrido ) -decakis ($ \ mu_2 $ -carbonil) -undecacarbonil-deca-cobalto-rodio (I) $ \ ce {[Co10RhN2 (CO) 21] ^ 3 -} $ [3] contiene dos átomos de nitrógeno coordinados de 6 y 7 veces no equivalentes ($ \ mathrm {N2} $ y $ \ mathrm {N1} $, respectivamente), que comparten una cara triangular:

$ \ 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} $;

Modelo de estructura alámbrica de núcleo de clúster sin ligandos de carbonilo:

Atom $ \ mathrm {N1} $ con CN 7 está coordinado con 6 cobaltos y 1 rodio, formando un prisma trigonal tapado. Curiosamente, $ \ mathrm {Co1} $ es un átomo de protección, no rodio:

 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 - 

Ambos nitrógenos intersticiales desempeñan el papel de ligandos internos , que proporcionan electrones de valencia de grupo (CVE ), pero no contribuyen al impedimento estérico entre ligandos externos como los carbonilos, lo que hace que el grupo sea más estable [4, cap. 1.18]

Bibliografía

1. 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 .
2. Armstrong, DR; Ball, SC; Barr, D .; Clegg, W .; Linton, DJ; Kerr, LC; Moncrieff, D .; Raithby, PR; Cantante , RJ; Snaith, R .; Stalke, D .; Wheatley, AEH; Wright, DS J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2002 , 0 (12), 2505–2511. DOI 10.1039 / B107970K .
3. 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 .
4. Clústeres de metales en química ; Oro, L. A., Braunstein, P., Raithby, P. R., Eds .; Wiley-VCH: Weinheim; Nueva York, 1999. ISBN 978-3-527-29549-4.

El nitrógeno tiene tres electrones en su orbital 2p. Por tanto, puede formar tres enlaces compartiendo sus tres electrones. No puede aceptar más electrones, pero así es como forma el cuarto enlace.

El nitrógeno tiene un solo par de electrones en su orbital 2s. Puede donar este par de electrones para formar un enlace coordinado. Este enlace coordinado que forma el nitrógeno al donar su par de electrones al orbital vacante de otro átomo es cómo puede formar 4 enlaces.