Compuestos de coordinación, Introducción y nomenclatura.

Compuestos de coordinación, Introducción y nomenclatura.

Un complejocomplejo o o compuestos de coordinacicompuestos de coordinacióón es el resultado de la interacción den

un átomo central, (un ion metálico con orbitales de valencia vacíos que puede actuar como ácido de Lewis) y una o varias bases de Lewis con pares de electrones libres, que se conocen como agentes acomplejantes o ligandos, esta interacción lleva a la formación de un enlace covalente coordinado o dativo. El áátomo central debe disponer de orbitales vacíos capaces de aceptar pares detomo central

electrones, los cationes de los grupos 1 y 2 al disponer de orbitales con poca tendencia a captar electrones tienen poca tendencia a formar complejos, son los metales de transición los que presentan una mayor tendencia.

Se dice que los ligandosligandos se coordinan al metal, formando la esfera de coordinación del complejo. El conjunto puede ser neutro, catiónico o aniónico, los ligandos forman la primera esfera de coordinación y los contraiones la segunda esfera de coordinación.

Compuestos de coordinación, Introducción y nomenclatura.

La carga

La carga del complejo va a ser igual a la suma de las cargas del metal central y de los ligandos que le rodean por ejemplo:

[Cu(NH₃)₄]SO₄ [Cu(NH₃)₄]2+

El número de coordinación del metal es el número de átomos unidos a él. Cu(II) Compuesto Número de Coordinación CuCl₂ 2 TiCl₄ 4 Pt(NH₃)₂ Cl₂ 4 WCl₆ 6

Los ligandos

Los ligandos pueden clasificarse en ligandos monodentados, bidentados .... ,ligandos

polidentados. Podrán ser iónicos o neutros

Ligandos monodentados

Ligandos monodentados son aquellos que poseen un solo átomo dador, y por tanto ocupan una posición en la esfera de coordinación.

Ejemplos:

F- _{fluoro; Cl}- _{cloro; OH}- _{hidroxo; C}

5H5N piridino

H₂O aqua; NH₃ ammina

Ligandos polidentados

Ligandos polidentados son aquellos que ocupan dos o más posiciones en la esfera de coordinación, se conocen también como ligandos quelatos.ligandos quelatos

Los ligandos

Un ejemplo es el ligando etilendiamina con dos posiciones de coordinación

[Ni(H₂O)₆]2+_{(ac) + 6NH}

3 ⇔ [Ni(NH3)6]2++ 6H2O Kf = 4.108 [Ni(H₂O)₆]2+_{(ac) + 3en} ⇔ _[Ni(en)

3]2++ 6H2O Kf = 2.1018

CH

CH

NH

H

N

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H

N

Co

H

N

Cl

-Cl

-NH

NH

3+

Átomo central Co, estado oxidación (III)

Ligandos monodentado:

aniónicos 2Cl

neutros 4NH

+

Compuestos de coordinación FORMULACIÓN.

Para formular un catión, anión o compuesto neutro de coordinación:

Se coloca en primer lugar el símbolo del átomo o ionion central (generalmente central

un metal de transición)

A su derecha se van anotando primero los primero los ligandosligandos i ióónicos (catiónicos ynicos

aniónicos sin distinción) Luego los ligandos neutros

Siguiendo dentro de cada clase un orden alfaborden alfabéético, basado en los tico ssíímbolosmbolos

de los átomos directamente unidos al ion central

[

Fe

(

CN

)

(

H

O

)]

los ligandos anionicos C≡N– antes que el ligando neutro H₂O

[

Ni

Cl

(ClO

)

]

los ligandos Cl– antes que el ligando ClO –

[

Cr

F

O

]

los ligandos F– antes que el ligando O2 –

Para nombrar dichos compuestos primero se mencionan los ligandos en ordennombrar

alfabético.

Los ligandos aniónicos se citan como tales aniones H– _hidruro, HSO₃– _{hidrógenosulfito, ClO}

4– perclorato, etc.

Sin embargo, hay unos cuantos aniones que reciben nombres algo modificados.

F– _{fluoro O}2- _{oxo S}2- _tio

Cl– _{cloro OH}– _{hidroxo CN}– _ciano

Br– _{bromo O}

22- peroxo N3– azido

I– _{yodo HS}– _{mercapto C}

5H5N piridino

Para citar los ligandos neutros o catiónicos se utiliza su nombre corriente Con la excepción de los ligandos H₂O y NH₃ que se denominan aqua y ammina respectivamente

Cuando se determina el orden alfabético no se tienen en cuenta los prefijos multiplicativos

Por ejemplo, aqua, diaqua, triaqua van antes que ciano trishidrógenosulfito va antes que bisperclorato;

bisdisulfato va antes que tetrafluoro, etc

Finalmente cuando ya se han nombrado todos los ligandos se nombra el átomo central.

Si se trata de un complejo aniónico, añadiendo a la raíz característica del átomo central la terminación –ato

Indicando el estado de oxidación de dicho átomo central entre paréntesis (Sistema de Stock).

[

Fe

F

]

_{ion hexafluoroferrato(III)}

Si se trata de un complejo neutro o catiónico no se añade ningún sufijo al nombre del átomo central.

[

Ni

(

CO

)

]

tetracarbonilniquel(0)

[

Fe

(

H

O

)

]

_{ion hexaaquahierro(II)}

Como alternativa para estos compuestos también puede usarse el sistema Evans-Basset es decir después del nombre del ion se indica la carga global entre paréntesis:

[Ag(NH

)

]

_{ion diamminaplata}

_{ion diamminaplata(1+)}

Algunos ligandos son capaces de unirse al átomo central de dos formas distintas. Los ejemplos más significativos son NO₂- _{y SCN}-_.

-ONO- _{nitrito (unión por el O) -NO}

2- nitro (unión por el N)

-SCN- _{tiocianato (unión por el S) -NCS isotiocianato (unión por el N)}

SALES

SALES

: se utilizan las mismas normas que para formulación

:

inorgánica, anión (si es un complejo terminado en

–ato) de catión

–ato

K

[Fe(CN)

]

hexacianoferrato(II) de potasio

Mg

[Ni(SCN)

] hexakis(tiocianato)niccolato(II) de magnesio

Ca[ICl

]

tetracloroyodato(III) de calcio

[Co(H

O)

]Cl

cloruro de hexaaquocobalto(II)

Una característica importante de muchos metales es que son capaces de formar compuestos de coordinación muy estables con diversos ligandos orgánicos tales como aniones o moléculas neutras con pares de electrones sin compartir.

Ligandos

Ligandos

orgánicos

orgánicos

N

Co

N

Cl

-Cl

-N

N

CH

CH

H

C

H

C

H H

H H

H

HH

H

Ejemplos:

Ejemplos:

[Ni(C

[Ni(C

H

H

N

N

O

O

)

)

]

]

[

[

CoCl

CoCl

(C

(C

H

H

N

N

)

)

]

]

Cati

Cati

ó

ó

n

n

diclorobis

diclorobis

(

(

etilenodiamina

etilenodiamina

)cobalto(III)

)cobalto(III)

bis(

C

O

O

C

O

O

Oxalato (ox)

Las reglas para formular este tipo de compuestos son las ya indicadas.

Pero el nombre de los ligandos más importantes debe ser aprendido:

C N N C H ₃C C H 3 HO O -2,3-butanodiona dioximato(1-) dimetilglioximato(1-). Hdmg

Ligandos

Ligandos

ani

ani

ó

ó

nicos:

nicos:

CH

COO

_{Acetato (Ac)}

H

C CH

O

O

N

C

H

CH

O

O

H

C

H

C

H

C

CH

O

O

N

C

H

CH

O

O

etilenodiaminotetracetato (EDTA)

Ligandos

N

Piridina

(Py)

N

H

N

H

H

C

H

C

etilenodiamina

(en)

Ligandos

Ligandos

neutros:

neutros:

Et

P

trietilfosfina

Me

P

trimetilfosfina

Ph

P

trifenilfosfina

Ligandos

Ligandos

org

org

á

á

nicos insaturados:

nicos insaturados:

Cl

-Pt

Cl

-Cl

-C

C

H

H

H

H

K

H

H

C

K

Cl

-Pt

Cl

-Cl

-H

H

C

Ej.

Ligandos

Ligandos

org

org

á

á

nicos insaturados:

nicos insaturados:

H

C=CH

etileno

CH

-CH

=CH

propeno

CH

≡

CH

acetileno

CH

-CH=CH

⇔

CH

=CH-CH

alilo

Ciclobutadieno

Benceno

Ejemplos de recapitulaci

Ejemplos de recapitulaci

ó

ó

n:

n:

Hexacianovanadato(II) de calcio

Ca

[V(CN)

]

Tetracloroplatinato(II) de potasio

K

[PtCl

]

Carboniltris(tiocianato)cobaltato(I) de sodio

Na[Co(SCN)

CO]

Hexacianoferrato(II) de amonio

(NH

)

[Fe(CN)

]

Pentacianonitrosilferrato(III) de amonio (NH

)

[Fe(CN)

NO]

Cloruro de pentamminaclorocromo(III) [CrCl(NH

)

]Cl

Sulfato de hexaaquazinc

[Zn(H

O)

]SO

ISOMERÍA

Cuando dos o más compuestos tienen la misma composición pero

diferente disposición de sus átomos, se llaman isómeros. Aunque los

complejos estén formados por la misma colección de átomos presentan

diferencias en sus propiedades físicas como color, solubilidad, velocidad

de reacción con cierto reactivo, etc.

DOS TIPOS PRINCIPALES DE ISOMERIA:

DOS TIPOS PRINCIPALES DE ISOMERIA:

Isomería Estructural, los átomos están enlazados de diferente forma: a) Isomería de Ionización

Ej: [Co(NH₃)Br]SO₄ y [Co(NH₃)SO₄]Br

b) Isomería de hidratación, difieren en cuanto al número de ligandos unidos directamente al metal:

Ej: CrCl₃(H₂O)₆ existe en tres formas comunes: [Cr(H₂O)₆]Cl₃ de color violeta, [Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂.H₂O de color verde y [Cr(H₂O)₄Cl₂]Cl.2H₂O también de color verde.

ISOMERÍA

Isomería Estructural,

c) Isomería de enlace. Por ejemplo el ion nitrito NO₂- _{puede coordinarse a}

través de un átomo de nitrógeno, el ligando se llama nitro NO2- _{o a través del átomo de}

oxígeno ONO- _{el ligando se llama nitrito.}

[CO(NH₃)₅NO₂]2+ _{amarillo y [CO(NH}

3)5ONO2]2+ rojo

Estereoisomería: Los átomos están enlazados de la misma forma pero varia la disposición espacial, en estos casos se debe indicar el nombre apropiado o dibujar la estructura del compuesto. Escribiendo las formulas solamente no podríamos distinguir los distintos isómeros

ISOMERÍA Estereoisomería:

Pt

NH

Cl

NH

Cl

Pt

NH

H

N

Cl

Cl

Is

Is

ó

ó

mero

mero

Cis

Cis

Is

Is

ó

ó

mero

mero

trans

trans

ISOMERÍA Estereoisomería:

a) Isomería geométrica:

violeta

ISOMERÍA Estereoisomería:

ISOMERÍA Estereoisomería:

b) Isomería óptica: Ocurre cuando un complejo y su imagen especular no son superponibles. Cada isómero recibe el nombre de enantiómero y se dice que la molécula es quiral. En química de coordinación este tipo se isomería se da generalmente en complejos octaedricos, Ej. [Co(en)₃]3+

N Co N _N N N N N Co N _N N N N

Así como no hay manera de torcer o dar la vuelta a nuestra mano derecha para hacerla idéntica a la mano izquierda, no hay manera de superponer dos enantiomeros por giro. Los enantiómeros tienen las mismas propiedades físicas, pero desvían de diferente forma la luz polarizada, se dice que son ópticamente activos.

ISOMERÍA Estereoisomería: