Quantas ligações o nitrogênio pode se formar?

Eu gostaria de tentar responder à pergunta do título sobre o número máximo de átomos com os quais o nitrogênio é capaz de se ligar e também expandir um pouco meu comentário.

Complexos de nitrido de metal são comumente conhecidos por terem até 6 centros de metal vinculados a uma única ponte $ \ ce {N3 -} $ íon, localizado em uma cavidade octaédrica. Um nitrogênio intersticial pode contribuem com 5 elétrons, e o resto é fornecido pelos metais do grupo 9 e 10, que são ricos em elétrons (normalmente, $ \ ce {Rh} $, $ \ ce {Ir} $).

Existem mais algumas exceções onde CN formal para nitrogênio é 7: complexos de amidas de lítio baseados em $ \ ce {\ {Li14N10 \} ^ {6 -}} $ cluster framework [1,2] e um nitrido-cluster de inclusão $ \ ce { \ {Co2RhN2 \} ^ {3 -}} $ [3]. Infelizmente em ambas as estruturas cristalinas [1,2] com nitrogênios coordenados de 6 e 7 vezes de $ \ ce {N-Ar} $ gro aqueles estão fortemente desordenados. A estrutura [3] é mais adequada para a representação.

tris (Tetrametilamônio) ($ \ mu_7 $ -nitrido) – ($ \ mu_6 $ -nitrido ) -decakis ($ \ mu_2 $ -carbonil) -undecacarbonil-deca-cobalto-ródio (I) $ \ ce {[Co10RhN2 (CO) 21] ^ 3 -} $ [3] contém dois átomos de nitrogênio coordenados de 6 e 7 vezes não equivalentes ($ \ mathrm {N2} $ e $ \ mathrm {N1} $, respectivamente), compartilhando uma face 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 wireframe de núcleo de cluster sem ligantes carbonil:

Atom $ \ mathrm {N1} $ com CN 7 é coordenado com 6 cobaltos e 1 ródio, formando um prisma trigonal coberto. Curiosamente, $ \ mathrm {Co1} $ é um átomo de cobertura, não ródio:

 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 os nitrogênios intersticiais desempenham o papel de ligantes internos , que fornecem elétrons de valência do cluster (CVE ), mas não contribui para o impedimento estérico entre ligantes externos, como carbonilas, tornando o cluster mais estável [4, cap. 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. Clusters de metal em química ; Oro, L. A., Braunstein, P., Raithby, P. R., Eds .; Wiley-VCH: Weinheim; Nova York, 1999. ISBN 978-3-527-29549-4.

O nitrogênio tem três elétrons em seu orbital 2p. Portanto, ele pode formar três ligações compartilhando seus três elétrons. Não pode aceitar mais elétrons, mas é assim que forma a quarta ligação.

O nitrogênio tem um único par de elétrons em seu orbital 2s. Ele pode doar este par de elétrons para formar uma ligação coordenada. Esta ligação coordenada que o nitrogênio forma ao doar seu par de elétrons para o orbital vazio de outro átomo é como ele pode formar 4 ligações.