quimica coordinacion 1-2012

Química de Coordinación

Enlace covalente coordinado

• El enlace covalente coordinado es una forma de compartir electrones en la que uno de los átomos que participa en el enlace dona un par de electrones y el otro los acepta en un orbital vacío.

H3N:BF3 • Los compuestos resultantes se llaman

aductos: H3NBF3

Formación del H3NBF3

BF3

Ácidos y bases de Lewis

• Las especies químicas que tienen pares de electrones sin compartir se conocen como Bases de Lewis.

• Ejemplos de bases de Lewis son:

:NH3, :NO2, H2O

Ácidos y bases de Lewis (2)

• Las especies químicas que tienen orbitales vacíos para aceptar pares de electrones se denominan Ácidos de Lewis.

• Los metales de transición son ejemplos de ácidos de Lewis por tener orbitales vacíos en su capa de valencia.

Compuestos de coordinación

• Un compuesto de coordinación (antiguamente se les llamaba complejos) es un metal rodeado por moléculas o iones llamados ligantes.

• Los ligantes son bases de Lewis y tienen al menos un par de electrones sin compartir.

Compuestos de coordinación

• Se llaman compuestos de coordinación porque los enlaces entre el metal y los ligantes son enlaces covalentes coordinados.

• Al metal y los ligantes que lo rodean se les llama a veces esfera de coordinación.

Compuestos de coordinación

• Cuando se escribe la fórmula química del compuesto de coordinación, la esfera de coordinación se pone dentro de paréntesis cuadrados para distinguirla de otras partes del compuesto.

Compuestos de coordinación

• Ejemplo:

[Cu (NH3)4]SO4 • [Cu (NH3)4] es el catión.• SO4 es el anión.• Cuatro ligantes “amino” (neutros)

rodean al Cu.• Así que el estado de oxidación del cobre

es 2: Cu (II).

Átomo donador

• El átomo donador es el que está directamente ligado al metal central.

• En el caso del :NH3 es el Nitrógeno.

Número de coordinación

• El numero de coordinación es el número de átomos donadores directamente ligados al átomo central.

• Así, en el [Cu (NH3)4], el número de coordinación es cuatro y en el [Co (NH3)4Cl2] es seis (4 N y 2 Cl)

Ligantes monodentados

• Donan un solo par de electrones.

• La mayoría de los ligantes monodentados son neutros o aniónicos.

Algunos ligantes monodentados neutros

Fórmula Nombre como ligante

H2O Aquo

NH3 Amín

CO Carbonil

NO Nitrosil

CH3NH2 Metilamina

C5H5N Piridina

Algunos ligantes monodentados aniónicos

Fórmula Nombre como ligante

F- Fluro

Cl- Cloro

Br- Bromo

I- Iodo

OH- Hidroxo

CN- Ciano

Algunos ligantes monodentados aniónicos (2)

Fórmula Nombre como ligante

SO42- Sulfato

S2O32- Tiosulfato

NO2- Nitrito-N-

O-N-O- Nitrito-O-

SCN- Tiocinato-S-

NCS- Tiocinato-N-

Ligantes bidentados

• Dos posiciones de coordinación.

• Etilendiamina

Ligantes multidentados

• Mas de dos posiciones de coordinación

• EDTA4-. Seis posiciones de coordinación

Nomenclatura de los compuestos de coordinación

Nomenclatura (1)

1. Cuando se nombran sales, primero se da el nombre del anión y luego el del catión.

[Cu (NH3)4]SO4

Sulfato de …

tetramín cobre(II)

Nomenclatura (2)

2. Los ligantes se nombran antes que el metal.

[Cu (NH3)4]2+

Ión tetramin cobre(II)

Nomenclatura (3)

3. Los ligantes se listan en orden alfabético, los prefijos no se toman en cuenta para determinar este orden.

[Co (NH3)4 Cl2] ClCloruro de tetramindicloro

cobalto(III)

Nomenclatura (4)

4. Si el compuesto no es iónico, su nombre se escribe con una sola palabra.

Co (NH3)3 (NO2)3]

Triamintrinitrocobalto(III)

Nomenclatura (5)

5. Los ligantes neutros reciben nombres que concuerdan con los de las moléculas respectivas.

Aquo: H2O

Amín: NH3

Etilendiamin: NH2CH2CH2NH2

Nomenclatura (6)

6. Los ligantes negativos se hacen terminar en la letra “o”.

Fluoro: F-

Ciano: CN-

Nomenclatura (7)

7. Los ligantes positivos (que son muy poco comunes) se hacen terminar en las letras “io”.

Hidrazonio: NH2NH3+

Nomenclatura (8)

8. Se usan los prefijos di-, tri-, tetra, etc., antes de los nombres de los ligantes simples tales como bromo, nitro y amín.

[Pt Cl (NO2)2 (NH3)3](SO4)2 Sulfato de triamínclorodinitro

platino(IV)

Nomenclatura (9)

9. Los prefijos bis-, tris-, tetraquis-, pentaquis-, hexaquis-, etc., se usan antes de nombres complejos como etilendiamina y trialquilfosfina.

[Co Cl2 (en)2]SO4

Sulfato de diclorobis(etilendiamina) cobalto(III)

Nomenclatura (10)

10. Los nombres de los compuestos de coordinación aniónicos terminan en “ato” y en “ico” si se les nombra como ácidos.

Ca2[Fe (CN)6]Hexacianoferrato(II) de calcio

H4[Fe (CN)6]Ácido hexacianoférrico

Nomenclatura (11)

11. El estado de oxidación del átomo central se designa con un número romano entre paréntesis que sigue al final del nombre del compuesto sin dejar espacio. Para estados de oxidación negativos se coloca el signo – delante del número romano y se usa 0 para indicar el estado de oxidación cero.

Nomenclatura (12)

Na Co (CO)4]

Tetracarbonilcobaltato(-I) de sodio

K4 Ni (CN)4]

Tetracianoniquelato (0) de potasio

Nomenclatura (13)

13. Cuando sea necesario, se puede designar el átomo de enlace de un ligante colocando el símbolo del elemento que está directamente unido, después del nombre del grupo (en letras cursivas), separada por un guión.

Nomenclatura (14)

(NH4)3 [Cr (NCS)6]

Hexatiocianato-N-cromato(III) de amonio

(NH4)2 [Pt (SCN)6]

Hexatiocianato-S-platinato(IV) de amonio.

Nomenclatura (15)

14. A los isómeros geométricos se les da nombre utilizando los términos cis que designa posiciones adyacentes y trans posiciones opuestas.

Nomenclatura (16)

Ión cis-tetraamínbromonitro rodio(III)

Nomenclatura (17)

15. Para los isómeros ópticos se utilizan las convenciones de dextrógiro y levógiro:

(+) K3 [Ir(C2O4)3]

(+)Trisoxalatoiridato(III) de potasio

(-) [Cr(en)3]Cl3

Cloruro de (-)tris(etilendiamina)cromo(III)

Isomería de compuestos de coordinación

Isomería conformacional

• Dos substancias con la misma fórmula, pero diferente esteroquímica.

Isomería conformacional (2)

• ML4

• Cuadrada - tetraédrica

M

L

L

L

L M

L

L

L

L

Isomería conformacional (3)

• ML5

• Bipirámide triangular – pirámide cuadrada

MM

L

L

L

L

L

L

L

L L

L

Isomería conformacional (3)

• ML6

• Octaedro – prisma triangular

MM

L

LL

L

L

L

LL

L

LL

L

Isomería Geométrica

• Cis – trans

• MX2Y2

• Cuadrada (no se da en tetraédrica).

TransCis

Isomería Geométrica (2)

• MX3Y2

• Bipirámide triangular

MMTrans CisXXX

Y

Y X

XXY

Y

Isomería Geométrica (3)

• MX3Y2

• Pirámide cuadrangular

Trans Cis

X

X

X

Y

YYY

X

X

X

M M

Isomería Geométrica (4)

• MX3Y3

• Octaedro• Fac – Mer• Facial por estar los tres ligantes en la misma cara del

octaedro.

Facial Meridional

X

XX

XX

XY

Y

YY

Y

Y

MM

Isomería Geométrica (5)

• MX4Y2

• Octaedro

M MTrans CisXXX X

Y

Y

X X

X Y

Y

X

Isomería Geométrica (6)

Isomería Geométrica (7)

Isomería Geométrica (8)

• MX4Y2

• Octaedro

M MTrans CisXXX X

Y

Y

X X

X Y

Y

X

Isomería Geométrica (9)

Isomería Geométrica (10)

Isomería Geométrica (11)

Isomería de coordinación

Isomería de coordinación

Co (NH3)6]3+

Cr Cl6]3-

• Pueden unirse por medio de un enlace iónico

Co (NH3)6] Cr Cl6]Hexaclorocromato(III) de

hexamincobalto(III)

Isomería de coordinación (2)

Co (NH3)6] Cr Cl6]

Co (NH3)5 Cl] Cr (NH3) Cl5]

Co (NH3)4 Cl2] Cr (NH3)2 Cl4]

Isomería de ionización

Isomería de ionización

Co (NH3)5Br]2+ =SO4

Sulfato

• El sulfato es un buen ligante:

Co (NH3)5 SO4]+ -Br

Bromuro

Isomería de unión (linkage)

Isomería de unión

Cr (H2O)5SCN]2+

Cr (H2O)5NCS]2+

Co (NH3)5NO2]2+

Co (NH3)5ONO]2+

Isomería de unión (2)

Isomería del ligante

Isomería del ligante

CH2 – CH – CH3

:NH2 :NH2

(1,2) diamino propano

CH2 – CH2 – CH2

:NH2 :NH2

(1,3) diamino propano

Isomería óptica

Isomería óptica

• Enantiómeros. No se pueden superponer.

Isomería óptica (2)

Isomería óptica (3)

Actividad óptica

Teorías de enlace en compuestos de coordinación

• Teoría de unión valencia.

• Teoría del campo cristalino.

• Teoría del orbital molecular.

• Teoría del campo de los ligantes.