Moléculas poliatómicas

QUIMICA GENERAL I
Química Inorgánica
Tema 2: El enlace en las moléculas
2.3.- Moléculas poliatómicas
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Profesor: Rafael Aguado Bernal
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Moléculas poliatómicas
(2)
Tema 2: El enlace en las moléculas
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Química Inorgánica
2.3.- Moléculas poliatómicas
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Isomerías
De Coordinación - De Enlace
Estructural - De Hidratación
CrCl3·6H2O
[Cr(H2O)6]Cl3
[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O
[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O
[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O
Violeta
Verde azulado
Verde
* Casabó i Gispert, J, “Estructura Atómica y Enlace Químico”, Reverté, 1999, pp 167.
* Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G., “Inorganic Chemistry”, 3ª Ed., Pearson Prentice Hall, 2008, pp 54.
* Purcell, K. F.; Kotz, J. C., “Inorganic Chemistry”, Saunders College, Philadelphia, 1977. Traducción española: “Química Inorgánica”, Ed. Reverté, 1979, pp 770.
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Isomerías
Geométrica
Diastereoisómeros
cis-cis-cis-
cis-cis-trans-
cis-trans-cis-
trans-cis-cis-
trans-trans-trans-
* Casabó i Gispert, J, “Estructura Atómica y Enlace Químico”, Reverté, 1999, pp 167.
* Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G., “Inorganic Chemistry”, 3ª Ed., Pearson Prentice Hall, 2008, pp 54.
* Purcell, K. F.; Kotz, J. C., “Inorganic Chemistry”, Saunders College, Philadelphia, 1977. Traducción española: “Química Inorgánica”, Ed. Reverté, 1979, pp 770.
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Isomerías
Geométrica
* Casabó i Gispert, J, “Estructura Atómica y Enlace Químico”, Reverté, 1999, pp 167.
* Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G., “Inorganic Chemistry”, 3ª Ed., Pearson Prentice Hall, 2008, pp 54.
* Purcell, K. F.; Kotz, J. C., “Inorganic Chemistry”, Saunders College, Philadelphia, 1977. Traducción española: “Química Inorgánica”, Ed. Reverté, 1979, pp 770.
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Isomerías
Funcional - De Grupo Funcional
CH3–O–CH3
C2H6O
CH3–CH2–OH
SO42–
SVIO42–
SO42–
PbO2
SIVO42–
SO32– / SO2(O2)2–
PbIVO2
PbIV 2O2–
PbIIO2
Pb2+ O22–
Posicional
CH3-CH2-CH2-CO-CH3
CH3-CH2-CO-CH2-CH3
* Casabó i Gispert, J, “Estructura Atómica y Enlace Químico”, Reverté, 1999, pp 167.
* Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G., “Inorganic Chemistry”, 3ª Ed., Pearson Prentice Hall, 2008, pp 54.
* Purcell, K. F.; Kotz, J. C., “Inorganic Chemistry”, Saunders College, Philadelphia, 1977. Traducción española: “Química Inorgánica”, Ed. Reverté, 1979, pp 770.
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Isomerías
Optica
Enantiómeros
* Casabó i Gispert, J, “Estructura Atómica y Enlace Químico”, Reverté, 1999, pp 167.
* Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G., “Inorganic Chemistry”, 3ª Ed., Pearson Prentice Hall, 2008, pp 54.
* Purcell, K. F.; Kotz, J. C., “Inorganic Chemistry”, Saunders College, Philadelphia, 1977. Traducción española: “Química Inorgánica”, Ed. Reverté, 1979, pp 770.
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Isomerías
Optica
trans-[CoCl2(en)2]+
cis-[CoCl2(en)2]+
Enantiómeros
Diastereoisómeros
* Casabó i Gispert, J, “Estructura Atómica y Enlace Químico”, Reverté, 1999, pp 167.
* Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G., “Inorganic Chemistry”, 3ª Ed., Pearson Prentice Hall, 2008, pp 54.
* Purcell, K. F.; Kotz, J. C., “Inorganic Chemistry”, Saunders College, Philadelphia, 1977. Traducción española: “Química Inorgánica”, Ed. Reverté, 1979, pp 770.
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Isomerías
De Polimerización
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2 [Pt(NH3)2Cl2]
[Pt(NH3)4][PtCl4]
De conformación
NiIIX2(dppm)
NiII(CN)53–
* Casabó i Gispert, J, “Estructura Atómica y Enlace Químico”, Reverté, 1999, pp 167.
* Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G., “Inorganic Chemistry”, 3ª Ed., Pearson Prentice Hall, 2008, pp 54.
* Purcell, K. F.; Kotz, J. C., “Inorganic Chemistry”, Saunders College, Philadelphia, 1977. Traducción española: “Química Inorgánica”, Ed. Reverté, 1979, pp 770.
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Principio Isoelectrónico
Moléculas con el mismo número de electrones y átomos pesados, tienen estructuras electrónicas
similares, geometrías similares y propiedades químicas similares.
Moléculas e iones de 3 átomos pesados y 22 electrones totales:
H2C=C=CH2
Aleno
H2C=C=O
Cetena
HN=C=O
Ac. Isociánico
O=C=O
Dióxido de carbono
–N=N+=O
–N=N+=N–
Oxido nitroso
Ion azida
H2C=N+=N–
Diazometano
O=N+=O
Ion nitrilo
F–CN
Fluoruro de cianógeno
H3B––CN
Ion cianoborohidruro
H3C–CN
Acetonitrilo
–N=C=N–
Ion cianamida
H3B––CO+
Carbonilborano
O=B–=O
Ion metaborato
H3C–CCH
Metilacetileno
* Jolly, W. L., “Modern Inorganic Chemistry”, 2ª Ed., McGraw-Hill, 1991, pp 48.
* Douglas, B.; McDaniel, D.; Alexander, J., “Concepts and Models of Inorganic Chemistry”, 3ª Ed., John Wiley & Sons, 1994, pp 74.
* Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G., “Inorganic Chemistry”, Traducción española de la 2ª Ed. “Química Inorgánica”, Pearson Prentice Hall, 2006, pp 43.
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Principio Isoelectrónico
Moléculas con el mismo número de electrones y átomos pesados, tienen estructuras electrónicas
similares, geometrías similares y propiedades químicas similares.
Moléculas e iones de 3 átomos pesados y 22 electrones totales, de los que 16 son de valencia:
HN=C=O
Ac. Isociánico
O=C=O
Dióxido de carbono
HN=C=S
Ac. Tioisociánico
O=C=S
Sulfuro de dicarbonilo
–N=C=S
Ion tioisocianato
S=C=S
Disulfuro de carbono
Br–CN
Bromuro de cianógeno
Todas estas especies tienen en común un esqueleto de átomos pesados lineal (180º) y
valores similares de sus frecuencias vibracionales.
* Jolly, W. L., “Modern Inorganic Chemistry”, 2ª Ed., McGraw-Hill, 1991, pp 48.
* Douglas, B.; McDaniel, D.; Alexander, J., “Concepts and Models of Inorganic Chemistry”, 3ª Ed., John Wiley & Sons, 1994, pp 74.
* Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G., “Inorganic Chemistry”, Traducción española de la 2ª Ed. “Química Inorgánica”, Pearson Prentice Hall, 2006, pp 43.
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Principio Isoelectrónico
Moléculas con el mismo número de electrones y átomos pesados, tienen estructuras electrónicas
similares, geometrías similares y propiedades químicas similares.
Muchas de estas especies sufren reacciones análogas frente a un mismo reactivo. Bases de Lewis
como el (OH)– o el H2O atacan a la molécula en el átomo central:
H2C
C
aleno
O
O
C
O
dióxido de carbono
Br
C
N
bromuro de cianógeno
H2N
C
N
aminonitrilo
OH–
O–
H3C
H3B–
C
carbonilborano
C
O
OH–
OH
–O
O
C
2
H2O
O
H2N
C
O
C
N+
O
OH–
OH
H3B–
C
O
OH–
OH
–O
N+
Ion nitrilo
O
OH–
O+
N– + Br– + H2O
O
Se fragmentan de modo similar
por irradiación UV:
NH2
* Jolly, W. L., “Modern Inorganic Chemistry”, 2ª Ed., McGraw-Hill, 1991, pp 48.
* Douglas, B.; McDaniel, D.; Alexander, J., “Concepts and Models of Inorganic Chemistry”, 3ª Ed., John Wiley & Sons, 1994, pp 74.
* Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G., “Inorganic Chemistry”, Traducción española de la 2ª Ed. “Química Inorgánica”, Pearson Prentice Hall, 2006, pp 43.
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Principio Isoelectrónico
La existencia de análogos isoelectrónicos de un compuesto desconocido, puede servir de estímulo
para su primera síntesis. En 1971 se conocen (CO - 2) (NO - 3)
s2 d8
Ni(CO)4
s2 d7
Co(CO)3(NO)
s2 d6
Fe(CO)2(NO)2
s2 d5
Mn(CO)(NO)3
s1 d5
¿?
Cr(NO)4
Cr(NO)4 preparado por fotolisis
de Cr(CO)6 en presencia de NO
* Jolly, W. L., “Modern Inorganic Chemistry”, 2ª Ed., McGraw-Hill, 1991, pp 48.
* Douglas, B.; McDaniel, D.; Alexander, J., “Concepts and Models of Inorganic Chemistry”, 3ª Ed., John Wiley & Sons, 1994, pp 74.
* Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G., “Inorganic Chemistry”, Traducción española de la 2ª Ed. “Química Inorgánica”, Pearson Prentice Hall, 2006, pp 43.
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Principio Isoelectrónico
Tiene sus limitaciones
F
3 F–CN
N
F
C
C
N
N
O=C=O
C
F
H
H
H
C
H
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
B
N
N
B
B
H
Borazina
N
H
H
H
H
+ 3 HCl
H
H
H
B
N
N
B
B
N
H
H
H
H
* Jolly, W. L., “Modern Inorganic Chemistry”, 2ª Ed., McGraw-Hill, 1991, pp 48.
* Douglas, B.; McDaniel, D.; Alexander, J., “Concepts and Models of Inorganic Chemistry”, 3ª Ed., John Wiley & Sons, 1994, pp 74.
* Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G., “Inorganic Chemistry”, Traducción española de la 2ª Ed. “Química Inorgánica”, Pearson Prentice Hall, 2006, pp 43.