Cómo encontrar el número de coordinación de un elemento

¿Alguna vez has visto a detalle los granos de sal marina (cloruro de sodio) o los copos de nieve cuando llegan a ser perceptibles? La forma irregular de estos materiales sólidos, en un estado natural, obedecen a la manera en que se disponen sus partículas constituyentes.

Para el caso del copo de nieve, que fácilmente puede diluirse en la ventana de nuestro auto, y en determinado momento, evaporarse y volver a la atmósfera, sabemos que logra pasar por los tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso, debido al grado de cohesión y la fuerza de los enlaces de las partículas que los forman.

En este ejemplo, encontramos los tres estados en la naturaleza. El sólido es quizás el más común; un sólido como materia se compone de células, moléculas y átomos, que a diferencia de los líquidos y los gaseosos son estables y fuertemente cohesionados.

De acuerdo con Tutorvista.com, una agrupación de átomos constituye una “celda unitaria”, una disposición en la forma de una red en una, dos o tres dimensiones, que puede generar un cierto patrón de puntos; cada punto puede ser tan simple como un átomo o un ión, o tan complejo como una molécula. Una repetición casi infinita de estos arreglos estructurales da forma a la materia.

Pues bien, la cantidad de puntos que conforman esa celda unitaria o arreglo unitario es lo que se conoce como el número de coordinación.

En química, el número de coordinación es el número de átomos, iones o moléculas que se disponen en cierto arreglo particular conformando una estructura o patrón.

Bajo el contexto de la química inorgánica, la estructura o celda unitaria generalmente se dispone en torno a un ión o átomo central, en dos o tres dimensiones, de modo que el número de átomos e iones que entran en contacto directo con un átomo o ión en particular es el número de coordinación.

Estas configuraciones que determinan el número de coordinación pueden ir desde 2 hasta 12; para Lumenlearning.com, lo más común de encontrar en la naturaleza es del 2 al 9, donde cierta forma o geometría en particular tiene un número de coordinación que no es única de compuesto en compuesto, sino que tiene distintas “opciones geométricas” sobre cómo configurarse.

Así por ejemplo, un número de coordinación de tres puede generar una forma geométrica “trigonal planar” o una “trigonal piramidal”; mientras que un número de coordinación de cuatro puede configurarse en forma “planar cuadrada” o “tetraedral”

A continuación explicamos cómo encontrar el número de coordinación de un elemento o un compuesto.

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• La química de coordinación es un campo que estudia y analiza las formas atómicas y moleculares de la materia
• En química de coordinación, un átomo central, generalmente metálico, atrae un determinado número de ligandos, que son iones o moléculas formando un “complejo de coordinación”
• En teoría, bajo ciertas condiciones, químicamente todas las moléculas y todos los iones pueden servir como ligandos
• El número de coordinación será entonces el número de ligandos unidos a ese átomo o ión central
• Para los compuestos metálicos, el número máximo de coordinación estará determinado por la configuración electrónica del átomo o ión metálico central y el tamaño de éste y los ligandos
• Así, metales grandes con ligandos pequeños determinarán un alto número de coordinación y metales pequeños con ligandos grandes crearán números de coordinación bajos

Lumenlearning.com nos explica que en el caso de los metales de transición, actínidos y lantánidos (períodos 6 y 7 de la tabla periódica) por su gran tamaño tienden a configurar altos números de coordinación. Puedes conocer todos los elementos clasificados como metales de transición, lantánidos y actínidos a través del recurso en línea ptable.com.

Los elementos metálicos llamados metales de transición o metales de bloque alojados en el bloque central de la tabla periódica, entre las columnas de escandio y el Zinc, pueden formar lo que denominamos los complejos de coordinación.

En los complejos de coordinación un número de moléculas o iones llamados ligandos forman enlaces covalentes con el ion metálico en el centro. El número de coordinación del complejo es simplemente el número de ligandos unidos al ion metálico.

Los químicos usan nombres especiales y las convenciones de notación para describir los complejos de coordinación, por lo que encontrar el número de coordinación implica la comprensión de estos convenios.

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Conocer el número de coordinación de un compuesto se facilita enormemente con cuando se dispone de la fórmula química.

• Escribe el nombre o la fórmula química para el complejo de coordinación que deseas estudiar
• Si estás trabajando, este problema para hacer la tarea o en una prueba, por lo general se te entregará esta información como parte o insumo de la pregunta
• Si se te da un nombre, divide el nombre en partes más pequeñas. El nombre se escribe con los ligandos en orden alfabético seguido por el nombre y número de oxidación del átomo metálico central.
• Los ligandos que son iones cargados negativamente tienen nombres que terminan en "O". El agua bajo nomenclatura de ligando se le llama “Aquo”, los amoníacos se llaman aminas y los monóxidos de carbono se llaman carbonilos
• El nombre de cada ligando tiene un prefijo en griego que denota un número. En el siguiente link puedes acceder a la nomenclatura de los ligandos más comunes

Para ejemplificar si el compuesto se nombra tetraaminedichlorochromium (III), por ejemplo, descomponemos ese nombre hacia abajo en tetra = griega que significa "cuatro", amina = amoníaco, di = griega que significa "dos", cloro = cloro, cromo (III) = cromo con un estado de oxidación de tres.

Determina cuáles de los átomos en la fórmula química son ligandos y cuáles son los iones, si la pregunta te da una fórmula química. La fórmula para complejos de coordinación se escribe generalmente de la siguiente forma:

[ligandos de iones metálicos] iones,

Con el ion o átomo metálico central que viene, primero dentro de los corchetes seguidos por los ligandos, aparecen afuera finalmente los iones en un compuesto iónico.

Si la fórmula química es [Ti (H2O) 6] 3+, por ejemplo, debemos saber que se trata la de iones de titanio con seis moléculas de agua como ligandos y la carga neta del complejo de 3.

Suma el número total de los ligandos que se encuentran basadas en el nombre o la fórmula química. El número total de ligandos es el número de coordinación en nuestro ejemplo y serán 6.

• Otros ejemplos: [CuCl2]- dos iones de cloro unidos a un átomo central de cobre para un número de coordinación de 2.
• [Cu(CN)4]3- cuatro aniones de cianuro unidos a un ión de cobre. Número de coordinación de 4.  

El número de coordinación de 1 es extremadamente raro corresponden a compuestos “organometálicos” con ligandos muy impedidos que se producen en fase gaseosa a temperaturas casi imposibles como el Cu(I) y la Ag(I)

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