Introducción y conceptos generales.
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Tema 13. Compuestos de coordinación. Introducción. Conceptos generales. Nomenclatura. Isomería. Teorías de enlace: teoría del campo cristalino y teoría de Orbitales moleculares. Configuraciones electrónicas: complejos de alto y bajo espín. Energía de estabilización del campo cristalino. Cálculo del momento magnético para iones con diferentes configuraciones. Efecto quelato y efecto trans. Aplicaciones industriales más importantes de los compuestos de coordinación. Alfred Werner (1866 - 1919) Introducción y conceptos generales. Un compuesto de coordinación o complejo de coordinación o simplemente complejo consta de un ión central (normalmente un metal de transición) y una serie de átomos o moléculas que denominamos ligandos 1 Compuesto de coordinación [Ag(NH3)2] Metal de transición + Índice de coordinación Ligandos, contiene al menos un átomo dados de dos electrones 2 Nomenclatura 1. Si los compuesto son sales se nombra primero anion y después el cation. Así en [Co(NH3)5Cl]Cl2 primero se da el nombre del Cl- y después [Co(NH3)5Cl]2+ -. 2. En los complejos, iones o moléculas los ligandos se nombran antes que el metal y son mencionados en orden alfabético. 3. El número de ligandos iguales se menciona con prefijos (mono, di tri, tetra….)(bis-, tris-, tetrakis-, ….). Los prefijos no se consideran parte del nombre que hay que considerar en el orden alfabético. 4. Los nombres de los ligandos anionicos acaban en la letra o, mientras que los ligandos neutros usan su nombre ordinario. Algunos ligandos ordinarios tienen sus propios nombres; H2O(acua), NH3 (amino). 5. Al final se nombre el metal con la Valencia entre paréntesis. 6. Si el compuesto fuese aniónico el nombre finaliza en ato 3 Así, en el ión [Co(NH3)5Cl]2+ ,se nombra primero el amoniaco después el cloruro a continuación el cobalto y al final la valencia entre parentesis. Pentaaminoclorocobalto (III). ¡Al formular hay que escribir el metal primero! Algunos ligandos comunes Ligando Nombre como ligando Azida N3Bromuro BrCloruro ClCianuro CNHidroxido OHCarbonato CO3-2 OxalatoC2O4-2 Amoniaco NH3 Etilenodiamina,en, C2H8N2 Piridian, C5H5N Agua, H2O Azido Bromo Cloro Ciano Hidroxo Carbonato Oxalato Amino Etilenodiamina Piridina acuo 4 Isomería en los complejos 1. Isomería estructural Estereoisomería: 2. Isomería de coordinación [Cr(H2O)6]Cl3 ( violeta), [Cr(H2O)5Cl]Cl2•H2O (verde), [Cr(H2O)4Cl2]Cl•2H2O (verde). 3. Isomeria de enlace 5 4. Isomería geométrica 5. Isomeria óptica 6 d2sp3 CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS PARA DIFERENTES IONES SEGÚN LA TEV 3d [Ti(H2O)6]3+ ↑ [V(NH3)6]3+ ↑ ↑ [Cr(NH3)6]3+ ↑ ↑ [Cr(H2O)6]2+ ↑ 4s 4p 4d N 1 •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• •• 2 ↑ •• •• •• •• •• •• 3 ↑ ↑ ↑ •• •• •• •• [Cr(CN)6] ↑↓ ↑ ↑ •• •• •• •• •• •• [Fe(H2O)6]3+ ↑ ↑ ↑ ↑ •• •• •• •• [Fe(CN)6]3- ↑↓ ↑↓ ↑ •• •• •• •• •• •• [Fe(H2O)6]2+ ↑↓ ↑ ↑ ↑ •• •• •• •• [Fe(CN)6]4- ↑↓ ↑↓ ↑↓ •• •• •• •• •• •• [Co(H2O)6]2+ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ •• •• •• [Ni(H2O)6]2+ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ •• •• [Cu(H2O)6]2+ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ •• [Zn(H2O)6]2+ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ •• 4- ↑ ↑ •• •• •• •• •• •• •• •• •• 7 •• •• •• •• 8 •• •• •• •• •• 9 •• •• •• •• •• 10 3 2 sp d 4 5 6 7 INTERACCIONES ENTRE UN METAL Y LOS LIGANDOS EN UN ENTORNO OCTAÉDRICO TOM 8 METAL COMPLEJO LIGANDOS * * ANTIENLAZANTES * NO ENLAZANTES ENLAZANTES DIAGRAMA OM PARA COMPLEJOS OCTAEDRICOS ML6 9 I- <Br- <Cl- <F- <OH- <C2O42- <H2O<NH3<en<bipy< phen<CN- ~CO. Para [CrF6]3-, [Cr(H2O)6j3+, [Cr(NH3)6]3+ y [Cr(CN)6]3- los valores estimados de ∆o son 15000, 17400, 21600 y 26600 cm-1, respectivamente. (Serie espectroquímica) π*(L) INFLUENCIA DE ORBITALES DE SIMETRIA π DEL LIGANDO EN EL DESDOBLAMIENTO DE LOS ORBITALES d 10 INTERACCIONES ENTRE UN METAL Y LOS LIGANDOS EN UN ENTORNO TETRAÉDRICO 11 ENTORNO ESFÉRICO CAMPO CRISTALINO OCTAÉDRICO CAMPO CRISTALINO PLANO CUADRADO ENTORNO ESFÉRICO CAMPO CRISTALINO TETRAÉDRICO DESDOBLAMIENTO PRODUCIDO POR EL CAMPO CRISTALINO EN DIFERENTES ENTORNOS ∆t ≅ 4/9∆o 12 µ = n(n + 2) • El momento magnético está relacionado con el número de electrones desapareados n 13 Efecto Quelato • La estabilidad termodinámica de un complejo viene dada por su constante de formación. ∆Gº=-RTLnK ∆Gº=∆Hº - T∆Sº 14 Efecto trans Efecto cinético. Reacciones de sustitución en complejos plano cuadrados. Algunos sustituyentes T provocan la salida mas rápida de los sustituyentes en posición Trans Orden creciente de efecto Trans 15 16
