Frage von UnChatNoir, 70

Welche Koordinationszahl hat Cobalt?

Hallo! Ich frage mich, welche Koordinationszahl Cobalt hat. Nach meinen Berechnungen fehlen Cobalt 10 Elektronen zur Edelgaskonfiguration des Krypton. Damit müsste Cobalt die Koordinationszahl 5 bekommen. Jetzt habe ich aber gelesen, dass Cobalt die Koordinationszahl 6 hat. Damit fehlen im 12 Elektronen. Was stimmt denn nun? Wäre für eine Erklärung dankbar.
Danke vorweg.

Antwort
von ThomasJNewton, 29

Jetzt wär ich doch fast auf deinen Fehler reingefallen!

Co hat eine ungerade Elektronenzahl, von daher kann auch nur eine ungerade Elektronenzahl zu Edelgaskonfiguration fehlen.

Im Übrigen sind die Übergangsmetalle ein Kapitel für sich, und da kann sich durchaus eine Edelgaskonfiguraton ergeben, aber das ist dann noch ein Kapitel weiter.

Co müsste 9 Elektronen abgeben oder aufnehmen, beides ist völlig unmöglich. Geschicktes Teilen ist für ein ungerades Element auch nicht so einfach.

Im Übrigen besteht zwischen Koordinationszahl und Oxidationszahl ein eher loser Zusammenhang.

Antwort
von DieterSchade, 42

Koordinationszahl in welcher Verbindung? Und ist die von Cobalt oder die von Co^2+ gesucht?

Kommentar von UnChatNoir ,

Es geht um den Chelat-Komplex des Vitamin B12.

Kommentar von DieterSchade ,

Neutrales Cobalt hat im allgemeinen die Koordinationszahl 5, da hast du schon richtig überlegt

https://de.wikipedia.org/wiki/Dicobaltoctacarbonyl

Kommentar von DieterSchade ,

Ich habe mir das gerade noch einmal angesehen. Das Zentralatom ist Co^+ , die Koordinationszahl wechselt zwischen 5 und 6. Stoffe die biologisch aktiv sind, müssen immer mittel stabil sein, damit sie einerseits nicht so schnell zerfallen, aber andererseits sich an Reaktionen beteiligen können. So auch hier. Es liegt keine abgeschlossene 18-Schale vor (sonst wäre es nicht mehr reaktiv).

http://www.biochemistrybob.com/wp-content/uploads/2011/07/THF-and-cobalamine2.bm...

Kommentar von ThomasJNewton ,

Du meinst Co(III)?

Auch das ist ja schon eher ungewöhnlich.

Und bestärkt deine Aussage, dass eher halbstabile Zustände die reaktivsten sind.

Kommentar von UnChatNoir ,

Liege ich dann auch richtig, wenn es um die Koordinationszahl im Metallchelat des Vit. B12 geht?

Kommentar von DieterSchade ,

Co^+ bringt 8 eigene Elektronen ein. Mit der Koordinationszahl 5 , als Folge von 5 d-pi-Rückbindungen zu z.B. |NR3, hätte das Zentralatom 18 Elektronen in der Valenzschale und wäre abgesättigt. Bei der Koordinationszahl 6 sind die Bindungen mesomeriestabilisiert und jede der 6 Bindungen nimmt im zeitlichen Mittel nur zu einem 5/6 an der Bindung teil.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Co ist aber ein ungerades Element, mit 9 Valenzelektronen, wenn ich mal s- und d- zusammenzähle.

Kommentar von DieterSchade ,

Ich verstehe deinen Einwand jetzt nicht. Es geht doch um Co^+ und nicht um ein neutrales Co als Zentralatom. 8 + 2*5 = 18

Und Co^3+ hat als K.zahl entsprechend 6.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Entschuldige, da hatte ich das ^+ überlesen.
Aber immer noch geht es eher um Co^3+ oder Co³⁺.

Und eine Edelgaskonfiguration ergibt sich nur bei einem Low-spin-Komplex:

Die 6 Elektronen besetzen paarweise das dxy-, dxz- und dyz-Orbital.
Diese bilden "später" п-Rückbindungen.

Leer sind die Orbitale s, dx²y², dz², px, py und pz.
Die hybrididisieren zu 6 oktaedrisch angeordneten d²sp³-Orbitalen.
Was dann 6 Hin-Bindungen ergibt.

Unmöglich ist eine Edelgaskonfiguration bei den Übergangselementen also nicht, aber doch eher selten.

Kommentar von DieterSchade ,

P.S. Eine Edelgaskonfiguration ist immer diamagnetisch. Im Vitamin B12 ist das Zentralatom von starken Liganden umgeben, deshalb tippe ich auf einen low-spin-Komplex. 

Kommentar von ThomasJNewton ,

Tippen kann man immer, und häufig auch richtig.

Aber letztlich stochern doch viele im Nebel, die können das nicht mal eben durchrechen oder einen Link posten.

Deshalb hat man den Mut, auch mal was unausgegorenes abzsondern, und die Große, das auch zuzugeben.

Darauf kommt es an!

Kommentar von UnChatNoir ,

Danke!

Kommentar von UnChatNoir ,

Low spin waaaas? Entschuldigt meine Unwissenheit, aber was stimmt denn nun?

Kommentar von ThomasJNewton ,

Ja sorry, ich hatte ein "nicht@UnChatNoir" erwogen, aber mich dagegen entschieden.

Du kannst es merkwürdig finden, wenn sich die Experten unterhalten oder streiten, um Themen, die du nicht mal ahnst.

Aber das hat schon seinen Sinn, denn jeder Experte weiß nicht alles, sondern nur ein bisschen. Und antwortet nur nach seinem Wissen, und lässt sich auch mal belehren.

@UnChatNoir: Deine Frage stimmt schon nicht. So einfach ist das.

Kommentar von UnChatNoir ,

Wie kann eine Frage nicht stimmen? Du meinst meine Mutmaßung? Ich hatte auch nicht gedacht, dass die stimmen würde. Ich wollte doch nur wissen, welche Koordinationszahl Cobalt im B12-Komplex inne hat. Das war alles.

Kommentar von DieterSchade ,

Wie der Link oben zeigt ist das Zentralatom Co^3+ . Dieses bildet zu einem N-Atom (das zuvor die Ladung -1 getragen hat) eine kovalente Bindung und zu vier weiteren N-Atomen koordinative Bindungen. Formal trägt das Co-Zentralatom nach Ausbildung der Bindungen die Ladung -2 , während 4 positive Ladungen von den 4 N-Atomen getragen werden, die die koordinativen Bindungen ausbilden. Jedoch sind einerseits die Bindungen aller 5 N-Atome mesomeriestablisiert und andererseits zeihen die N-Atome aufgrund ihrer großen EN die Bindungselektronen zu sich, so dass ihre positiven Formalladungen nicht so stark ausgeprägt sind. (Außerdem liegen ein bis zwei negativ geladene Phosphatgruppen vor, so dass das Vitamin B12 insgesamt ungeladen ist.)

Wenn sich das Vitamin B12 an Reaktionen beteiligt, vergrößert sich die Koordinationszahl des Zentralatoms von 5 auf 6. Erst mit der Koordinationszahl 6 liegt beim Co eine 18-Schale vor. Mit Beendigung der Reaktion geht das Co wieder zu der Koordinationszahl 5 über. 

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