Geometri koordinasi adalah cara untuk menunjukkan bagaimana atom ditempatkan dalam suatu molekul. Molekul dapat diatur dengan cara berbeda. Konsep ini digunakan untuk menjelaskan stoikiometri dan isomerisme pada senyawa
koordinasi. Istilah
Geometri koordinasi digunakan dalam sejumlah bidang yang terkait dengan kimia dan fisika/kimia fasa padat.
Molekul
Geometri koordinasi dari sebuah molekul adalah pola
Geometri yang dibentuk oleh atom di sekitar atom pusat pada sebuah molekul secara tiga dimensi.
Geometri molekul menentukan beberapa sifat zat termasuk reaktivitas, polaritas, wujud zat, warna, magnetisme dan aktivitas biologisnya.
= Kompleks koordinasi anorganik
=
Dalam bidang kompleks
koordinasi anorganik, adalah pola geometris yang dibentuk oleh atom-atom dalam ligan yang terikat ke atom pusat dalam molekul atau kompleks
koordinasi kompleks. Susunan geometris akan bervariasi sesuai dengan jumlah dan jenis ligan yang terikat pada pusat logam, dan preferensi
koordinasi atom pusat, biasanya logam dalam kompleks
koordinasi. Jumlah atom terikat, (yaitu jumlah ikatan-σ antara atom pusat dan ligan) disebut bilangan
koordinasi.
Pola geometris dapat digambarkan sebagai polihedron di mana simpul dari polihedron adalah pusat atom yang berkoordinasi dalam ligan.
Preferensi
koordinasi logam sering bervariasi dengan keadaan oksidasinya. Jumlah ikatan
koordinasi (bilangan
koordinasi) dapat bervariasi dari dua hingga sebesar 20 seperti dalam Th(η5-C5H5)4.
Salah satu
Geometri koordinasi yang paling umum adalah oktahedral, di mana enam ligan dikoordinasikan dengan logam dalam distribusi simetris, mengarah pada pembentukan oktahedron apabila garis ditarik antara ligan-ligan tersebut.
Geometri koordinasi umum lainnya adalah tetrahedral dan segiempat planar.
Teori medan kristal dapat digunakan untuk menjelaskan stabilitas relatif senyawa logam transisi dari
Geometri koordinasi yang berbeda, serta ada atau tidak adanya paramagnetisme, sedangkan teori VSEPR dapat digunakan untuk kompleks unsur golongan utama untuk memprediksi geometrinya.
= Struktur kristal
=
Dalam sebuah struktur kristal,
Geometri koordinasi atom adalah pola
Geometri dari atom yang terkoordinasi di mana definisi dari
koordinasi atom bergantung pada model ikatan yang digunakan. Sebagai contoh, dalam struktur ionik garam batu setiap atom natrium memiliki enam ion klorida tetangga yang berdekatan dalam
Geometri oktahedral dan masing-masing klorida memiliki enam dekat ion natrium tetangga dalam
Geometri oktahedral. Dalam logam dengan struktur kubik berpusat badan (bcc), setiap atom memiliki delapan tetangga terdekat dalam
Geometri kubik. Dalam logam dengan struktur kubik berpusat muka (fcc), setiap atom memiliki dua belas tetangga terdekat dalam
Geometri kuboktahedral.
Sebuah tabel
Geometri koordinasi yang ditemui ditunjukkan di bawah ini dengan contoh-contoh kemunculannya dalam kompleks yang ditemukan sebagai satuan diskrit dalam senyawa dan bidang
koordinasi di sekitar atom dalam kristal (di mana tidak ada kompleks diskrit).
Sejarah
Pada tahun 1893, Alfred Werner pertama kali mengusulkan struktur yang benar untuk senyawa
koordinasi yang mengandung ion kompleks, di mana atom logam transisi pusat dikelilingi oleh ligan netral atau anionik.
Misalnya, diketahui bahwa kobalt membentuk "kompleks" heksaminkobalt (III) klorida, dengan rumus CoCl3•6NH3, tetapi sifat dari asosiasi yang ditunjukkan oleh titik tersebut menjadi misteri. Werner mengusulkan struktur [Co(NH3)6]Cl3, dengan ion Co3+ dikelilingi oleh enam NH3 pada simpul dari segi delapan. Tiga Cl− dipisahkan sebagai ion bebas, yang dikonfirmasikan oleh Werner dengan mengukur konduktivitas dari senyawa tersebut dalam larutan berair, dan juga oleh analisis anion klorida menggunakan pengendapan dengan perak nitrat. Kemudian, analisis suseptibilitas magnetik juga digunakan untuk mengkonfirmasi proposal Werner untuk sifat kimia CoCl3•6NH3.
Untuk kompleks dengan lebih dari satu jenis ligan, Werner berhasil menjelaskan jumlah isomer yang diamati. Misalnya, ia menjelaskan keberadaan dua isomer tetramin, "Co(NH3)4Cl3", satu hijau dan satu ungu. Werner mengusulkan bahwa senyawa ini adalah dua isomer geometris dengan rumus [Co(NH3)4Cl2]Cl, dengan satu ion Cl− terdisosiasi seperti yang dikonfirmasi oleh pengukuran konduktivitas. Atom Co dikelilingi oleh empat NH3 dan dua ligan Cl pada simpul oktahedron. Isomer hijau adalah "trans" dengan dua ligan Cl pada simpul yang berlawanan, dan ungu adalah "cis" dengan dua Cl pada simpul yang berdekatan.
Werner juga menyiapkan kompleks dengan isomer optis, dan pada tahun 1914 ia melaporkan senyawa kiral sintetik pertama yang kekurangan karbon, yang dikenal sebagai heksol dengan rumus [Co(Co(NH3)4(OH)2)3]Br6.
Penamaan senyawa anorganik
IUPAC telah memperkenalkan simbol polihedral sebagai bagian dari rekomendasi tata nama kimia anorganik IUPAC 2005 untuk menggambarkan
Geometri di sekitar atom dalam suatu senyawa.
Sementara itu, International Union of Crystallography (IUCr) telah mengusulkan simbol yang ditampilkan sebagai superskrip dalam tanda kurung siku pada rumus kimia. Sebagai contoh, CaF2 dituliskan sebagai Ca[8cb]F2[4t], di mana [8cb] berarti
koordinasi kubik dan [4t] berarti tetrahedral. Simbol yang setara pada tata nama IUPAC adalah CU−8 dan T−4 berturut-turut.
Simbol IUPAC berlaku untuk kompleks dan molekul sedangkan proposal IUCr berlaku untuk padatan kristalin.
Lihat pula
Geometri molekul
Struktur kimia
Teori VSEPR
Teori medan ligan
Teori orbital molekul
Referensi
Bacaan lebih lanjut
Venkataraman, D.; Du, Y; Wilson, S. R.; Hirsch, K. A.; Zhang, P; Moore, J. S. (1997). "A Coordination Geometry Table of the d-Block Elements and Their Ions". J. Chem. Educ. (dalam bahasa Inggris). 74 (8): 915. doi:10.1021/ed074p915.
Arnaiz, F. J. (1999). "A Coordination Geometry Table". J. Chem. Educ. (dalam bahasa Inggris). 76 (1): 28. doi:10.1021/ed076p28.1.