Wie bekannt, könnte Stickstoff basierend auf der Oktettregel 3 Bindungen bilden, da er 5 Valenzelektronen hat. Das heißt, es braucht 3 Anleihen.
Warum bildet Stickstoff manchmal 4 Bindungen?
Kommentare
- Weil einzelne Paare dies können Dipolare Bindungen eingehen …
- Der Titel und die Frage sind etwas inkohärent. Die Frage ist eher trivial, während der Titel ziemlich interessant ist. Wenn es sich um die maximale Anzahl von Anleihen handelt, würde ich antworten, dass ich eine Struktur mit 7 gesehen habe.
- @andselisk True, aber der ursprüngliche Titel (vor der Bearbeitung) war gerade interessanter 😉
- @paracetamol Ah, das mächtige Natrium. Wahrscheinlich sollte OP klarstellen, was genau von der Antwort erwartet wird.
- Nun, für Stickstoff ist die reichste Koordinationsumgebung, die ich kenne, ein gekapptes trigonales Prisma, 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). Dies ist jedoch ein eher ungewöhnlicher Fall, da das $ \ ce {N} $ -Atom in einem Metallgerüst eingeschlossen ist.
Antwort
Ich möchte versuchen, die Frage aus dem Titel bezüglich der maximalen Anzahl von Atomen zu beantworten, mit denen sich Stickstoff verbinden kann, und meinen Kommentar leicht erweitern.
Metallnitridokomplexe bis zu 6 Metallzentren aufweisen, die mit einem einzelnen verbrückenden $ \ ce {N3 -} $ -Ion in einem oktaedrischen Hohlraum gebunden sind. Eine interstitielle Stickstoffdose tragen 5 Elektronen bei, und der Rest wird von den Metallen der Gruppen 9 und 10 bereitgestellt, die elektronenreich sind (typischerweise $ \ ce {Rh} $, $ \ ce {Ir} $).
Es gibt Einige weitere Ausnahmen, bei denen die formale CN für Stickstoff 7 beträgt: Komplexe von Lithiumamiden basierend auf dem $ \ ce {\ {Li14N10 \} ^ {6 -}} $ Cluster-Framework [1,2] und einem Einschluss-Nitrido-Cluster $ \ ce { \ {Co2RhN2 \} ^ {3 -}} $ [3]. Leider in beiden Kristallstrukturen [1,2] mit 6- und 7-fach koordinierten Stickstoffatomen von $ \ ce {N-Ar} $ gro ups die sind stark ungeordnet. Struktur [3] ist für die Darstellung besser geeignet.
Tris (Tetramethylammonium) ($ \ mu_7 $ -Nitrido) – ($ \ mu_6 $ -Nitrido ) -decakis ($ \ mu_2 $ -carbonyl) -undecacarbonyl-deca-cobalt-rhodium (I) $ \ ce {[Co10RhN2 (CO) 21] ^ 3 -} $ [3] enthält zwei nicht äquivalente 6- und 7-fach koordinierte Stickstoffatome ($ \ mathrm {N2} $ bzw. $ \ mathrm {N1} $), die sich eine dreieckige Fläche teilen:
$ \ color {# 909090} {\ Large \ camera} ~ \ 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} $;
Cluster-Core-Wireframe-Modell ohne Carbonylliganden:
Atom $ \ mathrm {N1} $ mit CN 7 ist mit 6 Cobalts und 1 Rhodium koordiniert und bildet ein mit einer Kappe versehenes trigonales Prisma. Interessanterweise ist $ \ mathrm {Co1} $ ein Capping-Atom, kein 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 - Beide interstitiellen Stickstoffatome spielen die Rolle von internen Liganden , die Cluster-Valenzelektronen (CVE) liefern ), tragen aber nicht zur sterischen Hinderung zwischen externen Liganden wie Carbonylen bei, wodurch der Cluster stabiler wird [4, Kap. 1.18]
Bibliographie
- Armstrong, DR Barr, D, Clegg, W, Drake, SR, Singer, RJ, Snaith, R, Stalke, D, Wright, DS Angew. Chem. Int. Ed. Engl div id = „031a725d76″>
1991 , 30 (12), 1707–1709. DOI 10.1002 / anie .199117071 .
2002 , 0 (12), 2505–2511. DOI 10.1039 / B107970K .
Antwort
Stickstoff hat drei Elektronen in seinem 2p-Orbital. Daher kann es drei Bindungen bilden, indem es seine drei Elektronen teilt. Es kann keine Elektronen mehr aufnehmen, aber so bildet es die vierte Bindung.
Stickstoff hat ein einzelnes Elektronenpaar in seinem 2s-Orbital. Es kann dieses Elektronenpaar abgeben, um eine Koordinatenbindung zu bilden. Durch diese Koordinatenbindung, die Stickstoff durch Abgabe seines Elektronenpaars an das freie Orbital eines anderen Atoms bildet, kann er 4 Bindungen bilden.