quimica coordinacion 1-2012
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Química de Coordinación
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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
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Formación del H3NBF3
BF3
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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Átomo donador
• El átomo donador es el que está directamente ligado al metal central.
• En el caso del :NH3 es el Nitrógeno.
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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)
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Ligantes monodentados
• Donan un solo par de electrones.
• La mayoría de los ligantes monodentados son neutros o aniónicos.
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Algunos ligantes monodentados neutros
Fórmula Nombre como ligante
H2O Aquo
NH3 Amín
CO Carbonil
NO Nitrosil
CH3NH2 Metilamina
C5H5N Piridina
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Algunos ligantes monodentados aniónicos
Fórmula Nombre como ligante
F- Fluro
Cl- Cloro
Br- Bromo
I- Iodo
OH- Hidroxo
CN- Ciano
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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-
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Ligantes bidentados
• Dos posiciones de coordinación.
• Etilendiamina
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Ligantes multidentados
• Mas de dos posiciones de coordinación
• EDTA4-. Seis posiciones de coordinación
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Nomenclatura de los compuestos de coordinación
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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)
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Nomenclatura (2)
2. Los ligantes se nombran antes que el metal.
[Cu (NH3)4]2+
Ión tetramin cobre(II)
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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)
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Nomenclatura (4)
4. Si el compuesto no es iónico, su nombre se escribe con una sola palabra.
Co (NH3)3 (NO2)3]
Triamintrinitrocobalto(III)
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Nomenclatura (5)
5. Los ligantes neutros reciben nombres que concuerdan con los de las moléculas respectivas.
Aquo: H2O
Amín: NH3
Etilendiamin: NH2CH2CH2NH2
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Nomenclatura (6)
6. Los ligantes negativos se hacen terminar en la letra “o”.
Fluoro: F-
Ciano: CN-
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Nomenclatura (7)
7. Los ligantes positivos (que son muy poco comunes) se hacen terminar en las letras “io”.
Hidrazonio: NH2NH3+
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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)
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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)
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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
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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.
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Nomenclatura (12)
Na Co (CO)4]
Tetracarbonilcobaltato(-I) de sodio
K4 Ni (CN)4]
Tetracianoniquelato (0) de potasio
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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.
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Nomenclatura (14)
(NH4)3 [Cr (NCS)6]
Hexatiocianato-N-cromato(III) de amonio
(NH4)2 [Pt (SCN)6]
Hexatiocianato-S-platinato(IV) de amonio.
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Nomenclatura (15)
14. A los isómeros geométricos se les da nombre utilizando los términos cis que designa posiciones adyacentes y trans posiciones opuestas.
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Nomenclatura (16)
Ión cis-tetraamínbromonitro rodio(III)
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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)
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Isomería de compuestos de coordinación
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Isomería conformacional
• Dos substancias con la misma fórmula, pero diferente esteroquímica.
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Isomería conformacional (2)
• ML4
• Cuadrada - tetraédrica
M
L
L
L
L M
L
L
L
L
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Isomería conformacional (3)
• ML5
• Bipirámide triangular – pirámide cuadrada
MM
L
L
L
L
L
L
L
L L
L
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Isomería conformacional (3)
• ML6
• Octaedro – prisma triangular
MM
L
LL
L
L
L
LL
L
LL
L
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Isomería Geométrica
• Cis – trans
• MX2Y2
• Cuadrada (no se da en tetraédrica).
TransCis
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Isomería Geométrica (2)
• MX3Y2
• Bipirámide triangular
MMTrans CisXXX
Y
Y X
XXY
Y
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Isomería Geométrica (3)
• MX3Y2
• Pirámide cuadrangular
Trans Cis
X
X
X
Y
YYY
X
X
X
M M
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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
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Isomería Geométrica (5)
• MX4Y2
• Octaedro
M MTrans CisXXX X
Y
Y
X X
X Y
Y
X
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Isomería Geométrica (6)
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Isomería Geométrica (7)
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Isomería Geométrica (8)
• MX4Y2
• Octaedro
M MTrans CisXXX X
Y
Y
X X
X Y
Y
X
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Isomería Geométrica (9)
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Isomería Geométrica (10)
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Isomería Geométrica (11)
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Isomería de coordinación
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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)
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Isomería de coordinación (2)
Co (NH3)6] Cr Cl6]
Co (NH3)5 Cl] Cr (NH3) Cl5]
Co (NH3)4 Cl2] Cr (NH3)2 Cl4]
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Isomería de ionización
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Isomería de ionización
Co (NH3)5Br]2+ =SO4
Sulfato
• El sulfato es un buen ligante:
Co (NH3)5 SO4]+ -Br
Bromuro
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Isomería de unión (linkage)
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Isomería de unión
Cr (H2O)5SCN]2+
Cr (H2O)5NCS]2+
Co (NH3)5NO2]2+
Co (NH3)5ONO]2+
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Isomería de unión (2)
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Isomería del ligante
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Isomería del ligante
CH2 – CH – CH3
:NH2 :NH2
(1,2) diamino propano
CH2 – CH2 – CH2
:NH2 :NH2
(1,3) diamino propano
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Isomería óptica
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Isomería óptica
• Enantiómeros. No se pueden superponer.
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Isomería óptica (2)
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Isomería óptica (3)
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Actividad óptica
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Teorías de enlace en compuestos de coordinación
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• Teoría de unión valencia.
• Teoría del campo cristalino.
• Teoría del orbital molecular.
• Teoría del campo de los ligantes.