Koordinationszahl in Komplexchemie?

Wie kann ich die Koordinationszahl bestimmen? Beispielsweise habe ich hier [Ag(NH3)2]^+ und wüsste gerne warum 2 Liganden an das Silber gebunden sind und nicht sagen wie mal 4.

Answer 1

[pchem]

Bei NH₃ handelt es sich um neutralen Ammoniak. Silber Ag besitzt die Elektronenkonfiguration [Kr] 4d¹⁰ 5s¹. Da der Komplex eine einfach positive Gesamtladung aufweist, muss Silber als einfach positiv geladenes Kation auftreten. Dieses Kation besitzt die Elektronenkonfiguration [Kr] 4d¹⁰. Die Bindung zu den Liganden kommt zustande, indem Ammoniakliganden ihre freien Elektronenpaare in die leeren 5s- / 5p-Orbitale geben (diese fassen insgesamt 8 Elektronen). Ammoniak als 2-Elektronenligand ermöglicht mit daher mit einfach positiv geladenen Kationen der Kupfergruppe (Cu⁺, Ag⁺, Au⁺) maximal Komplexe mit der Koordinationszahl 4. 4 ist damit in der Regel zu erwarten, Ag(NH₃)₂⁺ stellt da mit der Koordinationszahl 2 schon eine Ausnahme dar.

Das Auftreten von solchen Komplexen (diese gibt es auch für Gold z. B. mit AuCN₂⁻) schreibt man relativistischen Effekten zu: Die Elektronen energetisch hoch liegender s-Orbitale bewegen sich zunehmend schneller, erfahren dadurch einen relativistischen Massenzuwachs und werden stärker vom Kern angezogen. Es kommt zur Kontraktion der s-Orbitale und dadurch werden wiederum die p-Orbitale von dem Kern abgeschirmt und weiten sich auf. In unserem Beispiel steigt dadurch der energetische Abstand zwischen den 5s- und 5p-Orbitalen (s-p-Separation) und es bilden sich vorzugsweise Hybridorbitale mit hohem s-Charakter und p-Orbitale bleiben unbesetzt. Bei Kupfer ist dieser Effekt praktisch noch nicht merklich, bei Gold ist er besonders ausgeprägt und Silber liegt in der Mitte. Tatsächlich ist die bevorzugte Koordinationszahl in Kupfer(I)-Komplexen 4, in Gold(I)-Komplexen 2 und bei Silber eben 2 (aber unter speziellen Bedingungen sind auch Ausnahmen möglich).

Answer 2

[Picus48]

Das Silberion Ag⁺ hat mit 10 Elektronen ein volles 4d-Orbital. Das 5s-Orbital ist leer und kann nur zwei Elektronenpaare aufnehmen.

Comments

[kurisu3]

Inwiefern kann ein Orbital 2 Elektronenpaare aufnehmen?

[Picus48]

@kurisu3

Das ist etwas missverständlich formuliert. Die Bindung entsteht durch die Überlappung der freien Elektronenpaare (von den NH₃-Molekülen) mit dem leeren s-Orbital des Ag⁺-Ions.