Som kjent kan nitrogen danne 3 bindinger basert på oktettregel, fordi det har 5 valenselektroner. Det betyr at den trenger 3 obligasjoner.
Hvorfor danner nitrogen derimot 4 bindinger?
Kommentarer
- Fordi ensomme par kan lage dipolare bindinger …
- Tittelen og spørsmålet er noe usammenhengende. Spørsmålet er ganske trivielt, mens tittelen er ganske interessant. Hvis dette handler om maksimalt antall obligasjoner, vil jeg svare at jeg så en struktur med 7.
- @andselisk True, men den originale tittelen (før redigeringen) var jevn mer interessant;)
- @paracetamol Ah, det mektige natrium. Sannsynligvis bør OP avklare hva som forventes nøyaktig fra svaret.
- Vel, for nitrogen er det rikeste koordineringsmiljøet jeg vet et avkortet 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 ganske ikke-standard sak da $ \ ce {N} $ -atomet er fanget inne i en metallramme.
Svar
Jeg vil prøve å svare på spørsmålet fra tittelen angående det maksimale antall atomer nitrogen er i stand til å binde seg til, og også utvide kommentaren litt.
Metallnitridokomplekser er ofte kjent for å ha opptil 6 metallsentre bundet med en enkelt brodannende $ \ ce {N3 -} $ ion, plassert i et oktaedrisk hulrom. Et interstitielt nitrogen kan bidrar med 5 elektroner, og resten er levert av gruppe 9 og 10 metaller som er elektronrike (vanligvis $ \ ce {Rh} $, $ \ ce {Ir} $).
Det er noen få unntak der formell CN for nitrogen er 7: komplekser av litiumamider basert på $ \ ce {\ {Li14N10 \} ^ {6 -}} $ cluster framework [1,2] og en inkludering nitrido-cluster $ \ ce { \ {Co2RhN2 \} ^ {3 -}} $ [3]. Dessverre i begge krystallstrukturer [1,2] med 6- og 7-fold koordinerte nitrogener på $ \ ce {N-Ar} $ gro ups de er sterkt uordnede. Struktur [3] er mer egnet for representasjonen.
tris (Tetramethylammonium) ($ \ mu_7 $ -nitrido) – ($ \ mu_6 $ -nitrido ) -dekakis ($ \ mu_2 $ -carbonyl) -undecacarbonyl-deca-cobalt-rhodium (I) $ \ ce {[Co10RhN2 (CO) 21] ^ 3 -} $ [3] inneholder to ikke-ekvivalente 6 og 7 ganger koordinerte nitrogenatomer (henholdsvis $ \ mathrm {N2} $ og $ \ mathrm {N1} $), som deler et trekantet ansikt:
$ \ 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-modell for klyngekjerne uten karbonylligander:
Atom $ \ mathrm {N1} $ med CN 7 er koordinert med 6 kobolt og 1 rodium, og danner et avkortet trigonal prisme. Interessant nok er $ \ mathrm {Co1} $ et capping atom, ikke rodium:
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 gir klyngevalenselektroner (CVE ), men ikke bidra til sterisk hindring mellom eksterne ligander som karbonyler, noe som gjør klyngen mer 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 .
- Metallklynger i kjemi ; Oro, L. A., Braunstein, P., Raithby, P. R., Eds .; Wiley-VCH: Weinheim; New York, 1999. ISBN 978-3-527-29549-4.
Svar
Nitrogen har tre elektroner i sin 2p orbital. Derfor kan den danne tre bindinger ved å dele sine tre elektroner. Den kan ikke akseptere flere elektroner, men her danner den den fjerde bindingen.
Nitrogen har ett eneste par elektroner i sin 2s orbital. Det kan donere dette elektronparet for å danne en koordinatbinding. Denne koordinatbinding som nitrogen dannes ved å donere elektronparet til den ledige banen til et annet atom, er hvordan den kan danne 4 bindinger.