In der quadratisch-planaren Molekülgeometrie ist ein Zentralatom von konstituierenden Atomen umgeben, die die Ecken eines Quadrats auf derselben Ebene bilden. Die Geometrie ist für Übergangsmetallkomplexe mit d 8 -Konfiguration vorherrschend . Dazu gehören Rh(I), Ir(I), Pd(II), Pt(II) und Au(III). Bemerkenswerte Beispiele sind die Krebsmedikamente Cisplatin [PtCl 2 (NH 3 ) 2 ] und Carboplatin.
Grundsätzlich kann eine quadratisch-planare Geometrie durch Abflachen eines Tetraeders erreicht werden. Somit bietet die Umwandlung von tetraedrischen und quadratisch-planaren Geometrien einen Weg zur Isomerisierung tetraedrischer Verbindungen. Beispielsweise unterliegen tetraedrische Nickel(II)-Komplexe wie NiBr 2 (PPh 3 ) 2 dieser Veränderung reversibel.
Die Entfernung eines Ligandenpaars von der z-Achse eines Oktaeders hinterlässt vier Liganden in der xy-Ebene. Daher kann das Kristallfeldaufspaltungsdiagramm für die quadratisch-planare Geometrie aus dem Oktaederdiagramm abgeleitet werden. Die Entfernung der beiden Liganden stabilisiert das d z2- Niveau, so dass das d x2- y 2 -Niveau am stärksten destabilisiert ist. Folglich bleibt d x2 -y 2 in Metallkomplexen mit der d 8 -Konfiguration unbesetzt . Diese Verbindungen haben typischerweise sechzehn Valenzelektronen (acht von Liganden, acht vom Metall).
In der tetraedrischen Molekülgeometrie befindet sich ein Zentralatom im Zentrum von vier Substituentenatomen, die die Ecken eines Tetraeders bilden. Die Bindungswinkel betragen ungefähr 109,5°, wenn alle vier Substituenten gleich sind. Diese Geometrie ist weit verbreitet, insbesondere für Komplexe, bei denen das Metall eine d 0 – oder d 10 -Elektronenkonfiguration aufweist.
Tetrakis(triphenylphosphin)palladium(0) beispielsweise, ein beliebter Katalysator, und Nickelcarbonyl, ein Zwischenprodukt bei der Nickelreinigung, sind tetraedrisch. Viele Komplexe mit unvollständig gefüllten d-Unterschalen sind ebenfalls tetraedrisch – zum Beispiel die Tetrahalogenide von Eisen(II), Cobalt(II) und Nickel(II).
Tetraederkomplexe haben an allen Stellen Liganden, die ein oktaedrischer Komplex nicht hat. Daher ist das Kristallfeldaufspaltungsdiagramm für tetraedrische Komplexe das Gegenteil eines Oktaederdiagramms. Die d x2 −d y2 – und dz 2 -Orbitale sollten gleich niederenergetisch sein, da sie zwischen den Ligandenachsen liegen, wodurch sie eine geringe Abstoßung erfahren. Im Gegensatz dazu liegen die Achsen d xy , d yz und d xz direkt über den Liganden. Dies maximiert die Abstoßung und erhöht das Energieniveau.
| Quadrat Planar | Tetraeder |
| Die quadratisch-planare Geometrie hat ein Zentralatom, das von den vier konstituierenden Atomen umgeben ist. | Ein Atom befindet sich im Zentrum der vier Atome und bildet eine Struktur ähnlich einem Tetraeder. |
| Der Bindungswinkel zwischen den Atomen in der quadratisch-planaren Geometrie beträgt 90 Grad. | Der Bindungswinkel zwischen den Liganden in der tetraedrischen Geometrie beträgt 109,5 Grad. |
| Die Koordinationszahl der Komplexe, die eine solche Molekülgeometrie bilden, ist 4. | Die Komplexe, die eine tetraedrische Geometrie bilden, haben ebenfalls die Koordinationszahl 4. |
| Diese Art von Geometrie ist meistens in Übergangsmetallkomplexen vorherrschend. | Die Verbindungen ohne einsame Elektronenpaare bilden eine tetraedrische Struktur. |
| Die quadratisch-planaren Komplexe bilden in der CFT ein vierstufiges Diagramm. | Tetraederkomplexe bilden ein zweistufiges Kristallfelddiagramm. |
| Die Komplexe, die eine quadratisch-planare Geometrie bilden, haben die Elektronenkonfiguration, die auf d8 endet. | Die Konfiguration der Elektronen in tetraedrischen Komplexen kann von d0 oder d10 sein. |
| Übergangsmetalle wie Rh(I), Ir (II) usw. haben eine quadratisch-planare Geometrie. | Methan oder CH4 hat die tetraedrische Geometrie, bei der sich das Kohlenstoffatom in der zentralen Position des Komplexes befindet. |
| Quadratisch-planare Komplexe haben einen niedrigen Spin, da Elektronen dazu neigen, gepaart zu werden, anstatt ungepaart zu bleiben. | Tetraederkomplexe haben einen hohen Spin, da Elektronen im Komplex dazu neigen, die höheren Energieniveaus zu erreichen, anstatt sich mit anderen Elektronen zu paaren. |
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