Ile wiązań może utworzyć azot?

Chciałbym spróbować odpowiedzieć na pytanie z tytułu dotyczące maksymalnej liczby atomów, z którymi azot może się połączyć, a także nieco rozszerzyć swój komentarz.

kompleksy azotynów metali są powszechnie znane z tego, że mają do 6 centrów metali związanych pojedynczym jonem mostkującym $ \ ce {N3 -} $, zlokalizowanym w oktaedrycznej wnęce. Międzywęzłowy azot może dostarczają 5 elektronów, a resztę dostarczają metale z grupy 9 i 10, które są bogate w elektrony (zazwyczaj $ \ ce {Rh} $, $ \ ce {Ir} $).

jeszcze kilka wyjątków, w których formalna CN dla azotu wynosi 7: kompleksy amidów litu oparte na strukturze klastra $ \ ce {\ {Li14N10 \} ^ {6 -}} $ [1,2] i klastrze zawierającym nitry $ \ ce { \ {Co2RhN2 \} ^ {3 -}} $ [3]. Niestety w obu strukturach krystalicznych [1,2] z 6- i 7-krotnie skoordynowanymi atomami azotu $ \ ce {N-Ar} $ gro ups te są mocno nieuporządkowane. Struktura [3] jest bardziej odpowiednia do reprezentacji.

tris (tetrametyloamonium) ($ \ mu_7 $ -nitrido) – ($ \ mu_6 $ -nitrido ) -decakis ($ \ mu_2 $ -karbonyl) -undekakarbonylo-deka-kobalt-rod (I) $ \ ce {[Co10RhN2 (CO) 21] ^ 3 -} $ [3] zawiera dwa nie równoważne 6- i 7-krotnie skoordynowane atomy azotu (odpowiednio $ \ mathrm {N2} $ i $ \ mathrm {N1} $), które mają trójkątną ścianę:

$ \ 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} $;

Model szkieletowy rdzenia klastra bez ligandów karbonylowych:

Atom $ \ mathrm {N1} $ z CN 7 jest skoordynowany z 6 kobaltami i 1 rodem, tworząc zamknięty pryzmat trygonalny. Co ciekawe, $ \ mathrm {Co1} $ to atom zamykający, a nie rod:

 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 - 

Oba śródmiąższowe azoty odgrywają rolę wewnętrznych ligandów , które zapewniają elektrony walencyjne klastra (CVE ), ale nie przyczyniają się do powstania zawady sterycznej między zewnętrznymi ligandami, takimi jak karbonylki, dzięki czemu klaster jest bardziej stabilny [4, rozdz. 1.18]

Bibliografia

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; Singer , 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. Klastry metali w chemii ; Oro, L. A., Braunstein, P., Raithby, P. R., Eds .; Wiley-VCH: Weinheim; Nowy Jork, 1999. ISBN 978-3-527-29549-4.

Azot ma trzy elektrony w jego orbicie 2p. Dlatego może tworzyć trzy wiązania, dzieląc swoje trzy elektrony. Nie może przyjąć już żadnych elektronów, ale oto jak tworzy czwarte wiązanie.

Azot ma jedną samotną parę elektronów na swojej 2s orbitalnej. Może przekazać tę parę elektronów, aby utworzyć wiązanie koordynacyjne. To wiązanie koordynacyjne, które azot tworzy poprzez oddanie swojej pary elektronów na wolną orbitę innego atomu, jest sposobem, w jaki może utworzyć 4 wiązania.