Koordinationszahlen

Die Koordinationszahl (CN) gibt die Anzahl der Donorstellen oder Liganden an, die direkt an einem zentralen Metallatom oder -ion gebunden sind. Sie ist ein Maß für die Umgebung des Metallzentrums und wird durch die Geometrie des Komplexes bestimmt; CN ist nicht identisch mit der Oxidationsstufe des Metalls. Liganden können neutral oder geladen sein, und die CN kann sich mit unterschiedlichen Liganden oder Reaktionen ändern.

Typische Koordinationszahlen und Geometrien: CN=2 (lineare Anordnung), CN=3 (linear oder trigonal planar, seltener), CN=4 (tetraedrisch oder quadratisch-planar), CN=5 (trigonal-bipyramidal oder quadratisch-pyramidal), CN=6 (oktaedrisch). Höhere CN treten bei großen Liganden oder in Festkörperstrukturen auf (CN 7–12). Beispiele: das Hexacyanoferrat(II)-Ion [Fe(CN)6]4− besitzt CN=6; das Tetrachloro-Pt(II)-Ion [PtCl4]2− besitzt CN=4; in vielen Koordinationsverbindungen mit NH3 oder H2O ist CN 4 bis 6 üblich.

Bestimmung und Einfluss: Die Koordinationszahl ergibt sich aus experimentellen Strukturen, oft durch Röntgenkristallographie oder Neutronenbeugung; sie kann auch durch die Anzahl der Donoratome der Liganden abgeleitet werden. Sie hängt von Größe, Donor-Dichte, Ladung und der Dentritität der Liganden ab; Brückungsliganden können die effektive CN erhöhen, mehrkernige Systeme zeigen Koordinationszahlen pro Metallzentrum. CN beeinflusst Geometrie, Stabilität, elektronisches Verhalten und Reaktivität des Komplexes.

Begriffliche Unterschiede: In der Kristallchemie wird gelegentlich auch die Koordinationszahl der nächsten Nachbarn eines Zentrums in einem Festkörperverband angegeben, nicht nur in Molekülkoordinationskomplexen. Die Koordinationszahl ist daher ein zentraler Begriff der Inorganik und der Metallchemie, der eng mit Geometrie und Bindungsverhalten des Metallzentrums verknüpft ist.