El equilibrio de carga es un factor importante especialmente para compuestos iónicos o cristales. El número de coordinación y, por lo tanto, la estructura cristalina posterior formada depende críticamente de las cargas de iones involucrados. Por ejemplo,
- El número atómico del átomo de Na es 11, y tiene un electrón de valencia en el orbital 3s. Al perder el electrón 3s, el átomo de Na puede formar capas completamente llenas
- El número atómico de Cl es 17 y tiene 5 electrones en su orbital 3p. Del mismo modo, al ganar un electrón, el átomo de Cl puede formar capas completamente llenas.
El número de coordinación del cristal de NaCl es 6, lo que significa que cada átomo de Na / Cl está rodeado por 6 átomos de Cl / Na. El electrón 3s del átomo de Na es compartido por 6 iones Cl. Como resultado, cada átomo de Cl gana 1/6 de carga del electrón 3s de un solo átomo de Na. De manera similar, cada átomo de Cl está rodeado por 6 átomos de Na. Por lo tanto, al final cada átomo de Cl gana una carga igual a 1/6 * 6 = 1 de electrón. Al final, el orbital 3p5 del ion Cl gana una carga igual a la carga de un electrón de 6 átomos de Na circundantes. El proceso da como resultado un equilibrio de carga del compuesto formado y, por lo tanto, la estabilidad del compuesto.
Aquí el punto es ¿por qué el número de coordinación es solo 6? ¿Por qué no 4, 2, etc.? El número de coordinación en general está determinado por un conjunto de reglas de Pauling. Las reglas implican la medición de la relación de átomos catiónicos a anión involucrados. La conclusión es que mientras se forma un compuesto o un cristal, la magnitud de las fuerzas resultantes involucradas debe ser mínima. Las fuerzas involucradas pueden ser componentes electrostáticos, de intercambio y de correlación, etc. A una simetría particular y al número de coordinación, las fuerzas resultantes involucradas producen un mínimo. Por ejemplo, el cristal de NaCl formado en base al número de coordinación 6 da como resultado una fuerza mínima con equilibrio de carga que cualquier otro número de coordinación y, por lo tanto, la estructura es más estable.
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