Compuestos de coordinación, Introducción y...

Compuestos de coordinación, Introducción y nomenclatura.

Un complejocomplejo o o compuestos de coordinacicompuestos de coordinacióón n es el resultado de la interacción deun átomo central, (un ion metálico con orbitales de valencia vacíos que puedeactuar como ácido de Lewis) y una o varias bases de Lewis con pares deelectrones libres, que se conocen como agentes acomplejantes o ligandos, estainteracción lleva a la formación de un enlace covalente coordinado o dativo.

El áátomo centraltomo central debe disponer de orbitales vacíos capaces de aceptar pares deelectrones, los cationes de los grupos 1 y 2 al disponer de orbitales con pocatendencia a captar electrones tienen poca tendencia a formar complejos, son losmetales de transición los que presentan una mayor tendencia.

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


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

[Cu(NH3)4]SO4[Cu(NH3)4]2+

El número de coordinación delmetal es el número de átomosunidos a él.

Cu(II)

Compuesto Número deCoordinación

CuCl2 2

TiCl4 4

Pt(NH3)2 Cl2 4

WCl6 6

Los ligandos

Los ligandosligandos pueden clasificarse en ligandos monodentados, bidentados .... ,polidentados. Podrán ser iónicos o neutros

Ligandos monodentadosLigandos 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; C5H5N piridinoH2O aqua; NH3 ammina

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

Los ligandos

Un ejemplo es el ligando etilendiamina con dos posiciones de coordinación

[Ni(H2O)6]2+(ac) + 6NH3 ⇔ [Ni(NH3)6]2++ 6H2O Kf = 4.108

[Ni(H2O)6]2+(ac) + 3en ⇔ [Ni(en)3]2++ 6H2O Kf = 2.1018

CH2CH2

NH2H2N ��


H3NCo

H3N

Cl-

Cl-NH3

NH33+ Átomo central Co, estado oxidación (III)

Ligandos monodentado: aniónicos 2Cl-

neutros 4NH3

+

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 central (generalmenteun metal de transición)

A su derecha se van anotando primero los primero los ligandosligandos i ióónicos nicos (catiónicos yaniónicos sin distinción)

Luego los ligandos neutros

Siguiendo dentro de cada clase un orden alfaborden alfabééticotico, basado en los ssíímbolosmbolosde los átomos directamente unidos al ion central

[Fe(CN)5(H2O)]2 – los ligandos anionicos C≡N– antes que el ligando neutro H2O

[NiCl3(ClO4)]2– los ligandos Cl– antes que el ligando ClO4

– [CrF4O]– los ligandos F– antes que el ligando O2 –

Recuerda que al formularformular se escribe primero el catión y luego el anión

Para nombrarnombrar dichos compuestos primero se mencionan los ligandos en ordenalfabético.

Los ligandos aniónicos se citan como tales aniones H– hidruro,HSO3

– hidrógenosulfito, ClO4– perclorato, etc.

Sin embargo, hay unos cuantos aniones que reciben nombres algo modificados. F– fluoro O2- oxo S2- tioCl– cloro OH– hidroxo CN– cianoBr– bromo O2

2- peroxo N3– azido

I– yodo HS– mercapto C5H5N 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 yammina respectivamente

Los grupo NO nitrosilo y CO carbonilo se consideran ligandos neutros.

Cuando se determina el orden alfabético no se tienen en cuenta los prefijosmultiplicativos

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 elátomo central.

Si se trata de un complejo aniónico, añadiendo a la raíz característica del átomocentral la terminación –atoIndicando el estado de oxidación de dicho átomo central entre paréntesis(Sistema de Stock).

[FeF6]3- ion hexafluoroferrato(III) [Fe(CN)5(H2O)]2- ion aquapentaciandoferrato(III)

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

[Ni(CO)4] tetracarbonilniquel(0)

[Fe(H2O)6]2+ 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(NH3)2]+ ion diamminaplata ion diamminaplata(1+)[CrF4O]+ ion tetrafluorooxocromato(V) ion tetrafluorooxocromato(1-)

Algunos ligandos son capaces de unirse al átomo central de dos formasdistintas. Los ejemplos más significativos son NO2

- y SCN-.

-ONO- nitrito (unión por el O) -NO2- nitro (unión por el N)

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

SALESSALES:: se utilizan las mismas normas que para formulacióninorgánica, anión (si es un complejo terminado en –ato–ato) de catión

K4[Fe(CN)6] hexacianoferrato(II) de potasioMg2[Ni(SCN)6] hexakis(tiocianato)niccolato(II) de magnesioCa[ICl4]2 tetracloroyodato(III) de calcio [Co(H2O)6]Cl2 cloruro de hexaaquocobalto(II)[FeN3(NH3)4(H2O)](NO3)2 nitrato de tetraamminaaquaazidohierro(III)

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

Ligandos Ligandos orgánicosorgánicos

NCo

NCl-

Cl-N

N CH2

CH2

H2C

H2C

H H

H H

H

HH

H

3+

��

��

��

N

Ni

N

N

N C

C

C

C

OH

OHOH

OH

H3C

H3C

CH3

CH3

2+

��

��

��

��

Ejemplos:Ejemplos:

[Ni(C[Ni(C44HH77NN22OO22))22]]

[[CoClCoCl22(C(C22HH44NN22))22]]++

CatiCatióón n diclorobisdiclorobis((etilenodiaminaetilenodiamina)cobalto(III))cobalto(III)

bis(bis(dimetilglioximatodimetilglioximato))niquelniquel(II)(II)

CO

OC

O

OOxalato (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

CH 3C C H 3

HO O -

2,3-butanodiona dioximato(1-) dimetilglioximato(1-). Hdmg

LigandosLigandos ani anióónicos:nicos:

CH3COO- Acetato (Ac) CH3COO- Acetato (Ac)

H2C CH

O

ON

CH2

CHO

O

H2C

H2C

H2CCH

O

ON

CH2

CHO

Oetilenodiaminotetracetato (EDTA)

LigandosLigandos ani anióónicos:nicos:

N

Piridina(Py)

NH2

NH2H2C

H2C

etilenodiamina (en)

LigandosLigandos neutros: neutros:

Et3P trietilfosfinaMe3P trimetilfosfinaPh3P trifenilfosfina

LigandosLigandos org orgáánicos insaturados: nicos insaturados: para los siguientes ligandos son losorbitales π los que se coordinan con el átomo central. En consecuencia, en estoscomplejos, también llamados complejos π, el metal no está directamente unidoa un átomo concreto sino a dos o más átomos contiguos.

Cl-

Pt

Cl-Cl-

C

C

H H

H HK+2+

HHC

K+2+Cl-

Pt

Cl-Cl-

HHC

Ej.Ej. Tricloro Tricloro(etileno)(etileno)platinatoplatinato(II) de potasio(II) de potasio

LigandosLigandos org orgáánicos insaturados:nicos insaturados:

H2C=CH2 etilenoCH3-CH2=CH2 propenoCH≡CH acetileno

CH2-CH=CH2 ⇔ CH2=CH-CH2 alilo

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

Ciclobutadieno

Radical ciclopentadienilo

Benceno Anion ciclopentadienilo

Ejemplos de recapitulaciEjemplos de recapitulacióón:n:

Hexacianovanadato(II) de calcio Ca2[V(CN)6] Tetracloroplatinato(II) de potasio K2[PtCl4] Carboniltris(tiocianato)cobaltato(I) de sodio Na[Co(SCN)3CO] Hexacianoferrato(II) de amonio (NH4)4[Fe(CN)6] Pentacianonitrosilferrato(III) de amonio (NH4)2[Fe(CN)5NO] Cloruro de pentamminaclorocromo(III) [CrCl(NH3)5]Cl2 Sulfato de hexaaquazinc [Zn(H2O)6]SO4 Nitrato de treamminacadmio [Cd(NH3)4](NO3)2

ISOMERÍA

Cuando dos o más compuestos tienen la misma composición perodiferente disposición de sus átomos, se llaman isómeros. Aunque loscomplejos estén formados por la misma colección de átomos presentandiferencias en sus propiedades físicas como color, solubilidad, velocidadde 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 IonizaciónEj: [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 decolor verde.

ISOMERÍA

Isomería Estructural, c) Isomería de enlace. Por ejemplo el ion nitrito NO2

- puede coordinarse através de un átomo de nitrógeno, el ligando se llama nitro NO2- o a través del átomo deoxígeno ONO- el ligando se llama nitrito.

[CO(NH3)5NO2]2+ amarillo y [CO(NH3)5ONO2]2+ rojo

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

ISOMERÍA

Estereoisomería:

PtNH3

Cl NH3

Cl

��

��

��

�� Pt

NH3

H3N Cl

Cl

��

��

��

��

��

IsIsóómeromero Cis Cis IsIsóómero mero transtrans

a) Isomería geométrica:

ISOMERÍA

Estereoisomería:


violetavioleta verde verde

ISOMERÍAEstereoisomería:


ISOMERÍA

Estereoisomería:

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

N

CoN N

N N

N

��

��

��

��

N

CoN N

N N

N��

��

��

��

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

ISOMERÍA

Estereoisomería:

b) Isomería óptica:

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