Curso de Química de Los iones metálicos...

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2009-II Metales y ligantes 0

Metales y Metales y ligantesligantes

Rafael Moreno EsparzaRafael Moreno Esparza(2009-2)(2009-2)

Curso de Curso de Química Química dedecoordinacióncoordinación


Los iones metálicosLos iones metálicosLa química de los metales y en particular la deLa química de los metales y en particular la delos metales de transición es una partelos metales de transición es una parteextremadamente importante de la química yextremadamente importante de la química ynos la encontramos en muchas y diversasnos la encontramos en muchas y diversasáreas.áreas.Entre ellas:Entre ellas:

la bioquímica,la bioquímica,la analítica,la analítica,la orgánica,la orgánica,la catálisis yla catálisis yla ingeniería metalúrgicala ingeniería metalúrgica


Incidencia de los iones metálicosIncidencia de los iones metálicosLos metales se encuentran distribuidosLos metales se encuentran distribuidosampliamente en la tierra y los océanosampliamente en la tierra y los océanos

Las concentraciones de los elementos de la primeraLas concentraciones de los elementos de la primeraserie de transición son grandes tanto en el aguaserie de transición son grandes tanto en el aguamarina como en los seres vivos.marina como en los seres vivos.

El molibdeno es un representante de los elementosEl molibdeno es un representante de los elementosde la segunda serie que también se encuentra ende la segunda serie que también se encuentra enconcentraciones grandes en los seres vivos.concentraciones grandes en los seres vivos.


Incidencia de los iones metálicosIncidencia de los iones metálicosDistribuciDistribución de los elementos en el cosmos:ón de los elementos en el cosmos:

Normalizada a Si=1x10Normalizada a Si=1x10-6-6

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Incidencia de los iones metálicosIncidencia de los iones metálicosDistribuciDistribución en la corteza terrestre:ón en la corteza terrestre:

Porcentaje (%)Porcentaje (%)


Incidencia de los iones metálicosIncidencia de los iones metálicosLos metales se encuentran distribuidosLos metales se encuentran distribuidosampliamente en la tierra y los océanosampliamente en la tierra y los océanos

Las concentraciones de los elementos de la primeraLas concentraciones de los elementos de la primeraserie de transición son grandes tanto en el aguaserie de transición son grandes tanto en el aguamarina como en los seres vivos.marina como en los seres vivos.

El molibdeno es un representante de los elementosEl molibdeno es un representante de los elementosde la segunda serie que también se encuentra ende la segunda serie que también se encuentra enconcentraciones grandes en los seres vivos.concentraciones grandes en los seres vivos.


Incidencia de los iones metálicosIncidencia de los iones metálicosEn las siguientes tablas mostramos lasEn las siguientes tablas mostramos lasabundancias de los elementos de la primera serieabundancias de los elementos de la primera serieen la en la corteza terrestrecorteza terrestre, los , los océanosocéanos y en los y en los seressereshumanoshumanos en en ppmppm::

<2.0x10<2.0x10-4-45.4x105.4x10-2-28.0x108.0x10-4-4HumanoHumano1.1x101.1x10-3-34.8x104.8x10-4-46.1x106.1x10-7-7OcéanoOcéano

160160560056001616CortezaCortezaVVTiTiScSc


Incidencia de los iones metálicosIncidencia de los iones metálicosY ahora la segunda parte:Y ahora la segunda parte:

entre los compuestos de coordinación másentre los compuestos de coordinación másimportantes en la naturaleza están: clorofila,importantes en la naturaleza están: clorofila,hemohemo, y otros, y otros

4.0x104.0x10-2-24474477.5x107.5x10-2-2HumanoHumano<1.0x10<1.0x10-5-51.0x101.0x10-4-41.1x101.1x10-4-4OcéanoOcéano

20204100041000950950CortezaCortezaCoCoFeFeMnMn

7.07.01.011.015. 0x105. 0x10-2-2HumanoHumano5.0x105.0x10-5-58.0x108.0x10-5-51.0x101.0x10-4-4OcéanoOcéano

757550508080CortezaCortezaZnZnCuCuNiNi

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11aa serie serie

⊗⊗ == normales, normales, ×× = = frecuentesfrecuentes

Estados de oxidaciónEstados de oxidación

××××2-2-××××××××××1-1-

××××××××××××××00××××××××××××××1+1+

⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗⊗××××××2+2+××××⊗⊗⊗⊗××⊗⊗××××3+3+

××××××××××⊗⊗⊗⊗4+4+××××××××5+5+

××××××6+6+××7+7+

ZnZnCuCuNiNiCoCoFeFeMnMnCrCrVVTiTiE. O.E. O.


22aa serie serie



××8+8+

××××2-2-××××1-1-

××××××××××××00⊗⊗⊗⊗××××⊗⊗××××1+1+

⊗⊗××⊗⊗××⊗⊗⊗⊗××××××2+2+××⊗⊗⊗⊗××××××3+3+

××××××××××××⊗⊗4+4+××××××⊗⊗5+5+

××××⊗⊗⊗⊗6+6+××××7+7+

CdCdAgAgPdPdRhRhRuRuTcTcMoMoNbNbZrZrE. O.E. O.


33aa serie serie



××8+8+

××2-2-××××××××1-1-

××××××××00××××⊗⊗××××××××1+1+⊗⊗××⊗⊗××××××××2+2+

⊗⊗⊗⊗××××××××3+3+⊗⊗⊗⊗⊗⊗××××××⊗⊗4+4+××××××××××⊗⊗5+5+××××××××⊗⊗6+6+

××⊗⊗7+7+

HgHgAuAuPtPtIrIrOsOsReReWWTaTaHfHfE. O.E. O.


El enlace metal El enlace metal liganteliganteEn general casi todos los metales puedenEn general casi todos los metales puedenencontrarse en la naturaleza en diferentesencontrarse en la naturaleza en diferentesestados de oxidaciónestados de oxidaciónDada su posición en la tabla periódica (Dada su posición en la tabla periódica (abajoabajoa la izquierdaa la izquierda) podemos inferir que su) podemos inferir que suelectronegatividadelectronegatividad es pequeña y que será es pequeña y que seráposible sustraerles electronesposible sustraerles electronesDe ahí es factible considerarlos comoDe ahí es factible considerarlos comoelementos a los que típicamente les faltanelementos a los que típicamente les faltanelectrones y por tanto necesitan remediarelectrones y por tanto necesitan remediaresta ausenciaesta ausencia

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El enlace metal El enlace metal liganteliganteYa hemos dicho que los complejos metálicosYa hemos dicho que los complejos metálicospueden representarse como un pueden representarse como un átomoátomo centralcentralrodeado rodeado átomosátomos o o moléculasmoléculas que cuando están que cuando estánunidos al metal les llamamos ligantes.unidos al metal les llamamos ligantes.Cada enlace Cada enlace metal-ligantemetal-ligante es una interacción de es una interacción dedos electronesdos electronesConvencionalmente, al quitar un ligante delConvencionalmente, al quitar un ligante delmetal, el ligante se lleva los dos electronesmetal, el ligante se lleva los dos electronesconsigo.consigo.En los términos de esta convención, hay ligantesEn los términos de esta convención, hay ligantesque al quitarse del ion metálico quedan comoque al quitarse del ion metálico quedan comomoléculas neutras, en tanto que otros almoléculas neutras, en tanto que otros alremoverse quedan como iones.removerse quedan como iones.


El enlace metal El enlace metal liganteliganteDado que Dado que formalmenteformalmente los ligantes se quedan con los ligantes se quedan conlos los dos electronesdos electrones,,Se dice que la interacción del enlace entre el metalSe dice que la interacción del enlace entre el metaly el ligante pueden explicarse como interaccionesy el ligante pueden explicarse como interaccionesdativas dativas ((del Latín del Latín dare = dardare = dar))En términos del enlace En términos del enlace dativodativo, podemos explicar lo, podemos explicar loque ocurre con la interacción entre el amoniaco y elque ocurre con la interacción entre el amoniaco y eltrifluoruro de boro.trifluoruro de boro.El amoniaco es una base (de El amoniaco es una base (de BrønstedBrønsted o de o de LewisLewis))ElEl trifluoruro es un ácido (típico de trifluoruro es un ácido (típico de LewisLewis).).El amoniaco, es un buen El amoniaco, es un buen donadordonador de electrones de electronesEl trifluoruro es un excelente El trifluoruro es un excelente aceptoraceptor de electrones de electrones(le faltan dos electrones para completar su octeto(le faltan dos electrones para completar su octeto


El enlace metal El enlace metal liganteliganteDe esta manera, tenemosDe esta manera, tenemos

Lo cual en tercera dimensión se representa así:Lo cual en tercera dimensión se representa así:

B

F

FF

B

F

FF

N

H

H

H

N

HHH +..

..


El enlace metal El enlace metal liganteliganteUna forma alternativa a la de estructuras de Una forma alternativa a la de estructuras de LewisLewisque también nos permite explicar este tipo deque también nos permite explicar este tipo deenlace, es la de orbitales molecularesenlace, es la de orbitales molecularesAhora la interacción se puede racionalizar como siAhora la interacción se puede racionalizar como sifuera un enlace fuera un enlace σσ localizado entre los orbitales del localizado entre los orbitales delmetal y el orbital ocupado del ligante:metal y el orbital ocupado del ligante:

ML

L

L L

L

Cl

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Los Los ligantesligantesUna buena fuente de pares electrónicos paraUna buena fuente de pares electrónicos paraunirse a un metal son aquellas moléculas queunirse a un metal son aquellas moléculas quetienen tienen pares solitariospares solitariosEl amoniaco y el agua son buenos ejemplos,El amoniaco y el agua son buenos ejemplos,el primero tiene un par la segunda tiene dos.el primero tiene un par la segunda tiene dos.El monóxido de carbono tiene paresEl monóxido de carbono tiene pareselectrónicos en ambos lados de la molécula.electrónicos en ambos lados de la molécula.Los ligantes con un par de electronesLos ligantes con un par de electronesdisponibles para unirse a un metal se llamandisponibles para unirse a un metal se llamanbielectrónicosbielectrónicos


Los Los ligantesligantesLos ligantes se definen por el Los ligantes se definen por el número número átomosátomoscon pares electrónicos compartiblescon pares electrónicos compartibles que poseen que poseen

Así se pueden clasificar como:Así se pueden clasificar como:

mono-mono-, , (un par)(un par)bi-bi-, , (dos pares)(dos pares)

tri-tri-, , (tres pares)(tres pares)

tetra-tetra-, , (cuatro pares)(cuatro pares)

penta-penta- (cinco pares) y(cinco pares) yhexa-hexa-dentados dentados (seis pares)(seis pares)


Los Los ligantesligantesMonodentados neutrosMonodentados neutros::

Familia 14Familia 14CC≡≡O, CHO, CH22==CHCH22, HC, HC≡≡CHCHFamilia 15Familia 15NHNH33, NR, NR33, NH, NH22-NH-NH22, N, N22, N, N≡≡C-R, PyC-R, PyPXPX33, PR, PR33, P(OR), P(OR)33AsRAsR33,,SbRSbR33FamiliaFamilia 16 16OHOH22, R-OH, OR, R-OH, OR22, O, O22, O, O==CRCR22, O, O==SRSR22SHSH22, SR, SR22SeRSeR22TeRTeR22


Los Los ligantesligantesMonodentados aniónicosMonodentados aniónicos::

Familia 14Familia 14CC≡≡NN−−, CON, CON−−, CNS, CNS−−, CH, CH33

−−, , φφ−−,,SiRSiR33

−−, , GeRGeR33−−, , SnRSnR33

−−, , PbRPbR33−−

Familia 15Familia 15NHNH22

－－, NO, NO−−, NO, NO22−−, NCS, NCS−−

PRPR22−−

Familia 16Familia 16OHOH−−, OR, OR−−, OCOR, OCOR−−, ONO, ONO−−, OClO, OClO33

−−

SHSH−−, SR, SR−−, SCN, SCN−−

Familia 17Familia 17HH－－FF－－, Cl, Cl−−, Br, Br−−,, I I−−

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Los Los ligantesligantesPolidentados:Polidentados:

Son la clase de ligantes que pueden unirse aSon la clase de ligantes que pueden unirse aun metal a través de mas de un átomo.un metal a través de mas de un átomo.

Ligantes bidentados:Ligantes bidentados:

Son aquellos ligantes que tienen dos Son aquellos ligantes que tienen dos átomosátomoscon con pares electrónicos disponiblespares electrónicos disponibles

En principio, cuando hay En principio, cuando hay dos átomosdos átomos con conelectrones disponibleselectrones disponibles pueden unirse, tanto pueden unirse, tantoal al mismo metalmismo metal como a como a dos metalesdos metalesdiferentesdiferentes


Los Los ligantesligantesLigantes bidentados:Ligantes bidentados:

Cuando se unen ambos al mismo metal, alCuando se unen ambos al mismo metal, alligante se le llama ligante se le llama quelatoquelato, palabra que viene, palabra que vienedel griego del griego κελεκελε = = pinzapinzaDependiendo del número de átomosDependiendo del número de átomosintermedios entre los átomos donadores, elintermedios entre los átomos donadores, elligante formará al unirse al metal, ligante formará al unirse al metal, ciclosciclos o oanillosanillos de 4, 5, 6 y hasta 7 miembros. de 4, 5, 6 y hasta 7 miembros.En algunas ocasiones los En algunas ocasiones los ligantes bidentadosligantes bidentadospueden unirse a dos metales formando unpueden unirse a dos metales formando unpuentepuente entre estos entre estos



Ejemplos (neutros):Ejemplos (neutros):HH22NN－C－CHH22－C－CHH22－N－NHH22: (: (enen))

HH22NN－C－CHH22－C－CHH22－C－CHH22－N－NHH22: (: (pnpn))

RR22PP－C－CHH22－C－CHH22－P－PRR2 2 : (: (diphosdiphos))



Ejemplos (neutros):Ejemplos (neutros):Bipiridina, (bipy)Bipiridina, (bipy)

Fenantrolina, (fen)Fenantrolina, (fen)

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Ejemplos (aniEjemplos (aniónicosónicos):):SOSO44

22－－ ((sulfato)sulfato)CHCH33－C－COOOO－－((acetatoacetato))

oxalato, (ox)oxalato, (ox)

2,4-pentanodionato2,4-pentanodionatoo acetilacetonato (acac)o acetilacetonato (acac)


Los Los ligantesligantesLigantes bidentadosLigantes bidentados::

Ejemplos (aniEjemplos (aniónicosónicos):):Cualquier aminoCualquier aminoácidoácido


Los Los ligantesligantesLigantes tridentados:Ligantes tridentados:

Son aquellos ligantes que tienen tres paresSon aquellos ligantes que tienen tres pareselectrónicos disponibles.electrónicos disponibles.Ejemplos:Ejemplos:

dietilentriamina, (dien)dietilentriamina, (dien)

terpiridina, (terpy)terpiridina, (terpy)



Son aquellos ligantes que tienen tres paresSon aquellos ligantes que tienen tres pareselectrónicos disponibles.electrónicos disponibles.Ejemplos:Ejemplos:

1,4,7-triazaciclononano1,4,7-triazaciclononano

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Ejemplos:Ejemplos:benceno, benceno, ((φ)

ciclopentadienilociclopentadienilo


Los Los ligantesligantesLigantes tetradentados:Ligantes tetradentados:Son aquellos ligantes que tienen cuatroSon aquellos ligantes que tienen cuatropares electrónicos disponiblespares electrónicos disponiblesEjemplos:Ejemplos:

aminoetiletilendiaminamina, aminoetiletilendiaminamina, ((tren)tren)

trietilentetraamina, trietilentetraamina, ((trientrien))


Los Los ligantesligantesLigantes tetradentados:Ligantes tetradentados:

Ejemplos:Ejemplos:triacetatonitrilo, (NTA)triacetatonitrilo, (NTA)


Los Los ligantesligantesLigantes tetradentados:Ligantes tetradentados:

Ejemplos:Ejemplos:porfirinaporfirina

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Los Los ligantesligantesLigantes tetradentadosLigantes tetradentados::Ejemplos:Ejemplos:

!alocianina!alocianina


Los Los ligantesligantesLigantes pentadentados:Ligantes pentadentados:

Son aquellos ligantes que tienen cinco paresSon aquellos ligantes que tienen cinco pareselectrónicos disponibleselectrónicos disponiblesEjemplos:Ejemplos:

tetraetilenpentaamina, (tetren)tetraetilenpentaamina, (tetren)

Ciclo-tetraetilpentaamina, (c-tetren)Ciclo-tetraetilpentaamina, (c-tetren)


Los Los ligantesligantesLigantes pentadentados:Ligantes pentadentados:

Son aquellos ligantes que tienen cinco paresSon aquellos ligantes que tienen cinco pareselectrónicos disponibleselectrónicos disponiblesEjemplos:Ejemplos:

N-bencil-N,NN-bencil-N,N’’NN””tris-2-picoliletilendiaminatris-2-picoliletilendiamina


Los Los ligantesligantesLigantes hexadentados:Ligantes hexadentados:

Son aquellos ligantes que tienen seis paresSon aquellos ligantes que tienen seis pareselectrónicos disponibleselectrónicos disponiblesEjemplos:Ejemplos:

ácidotetraaceticoetilendiamina, (EDTA )ácidotetraaceticoetilendiamina, (EDTA )

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Los Los ligantesligantesLigantes hexadentados:Ligantes hexadentados:

Ejemplos:Ejemplos:tetrakis-2-picoliletilendiamina, (tpen)tetrakis-2-picoliletilendiamina, (tpen)


Número de coordinación (NC)Número de coordinación (NC)El número de coordinación El número de coordinación de un de un átomo o un ionátomo o un ioneen una moln una molécula, o en un cristal, se define como elécula, o en un cristal, se define como elnúmero de vecinos más cercanosnúmero de vecinos más cercanos..Cristales y molCristales y moléculas, éculas, este número se define deeste número se define demanera ligeramente diferente para las moléculasmanera ligeramente diferente para las moléculasque para los cristales.que para los cristales.En los cristales En los cristales se emplea un modelo en el cual sese emplea un modelo en el cual sedefine como el número de átomos que son losdefine como el número de átomos que son losprimeros vecinos de un átomo o un ion, esto esprimeros vecinos de un átomo o un ion, esto esdebido a que debido a que en el estado sen el estado sólido a menudo losólido a menudo losenlaces están definidos menos claramente.enlaces están definidos menos claramente.En tanto que en las En tanto que en las moléculas moléculas es máses más fácil definirlofácil definirlopues se refiere a los átomos o iones unidos entre sipues se refiere a los átomos o iones unidos entre siy simplemente se cuenta el número de enlaces quey simplemente se cuenta el número de enlaces quetiene cada átomo o ion.tiene cada átomo o ion.


Número de coordinación (NC)Número de coordinación (NC)Tomando en consideraciTomando en consideración que el enlace enón que el enlace enlos compuestos de coordinación puedelos compuestos de coordinación puedeconsiderarse como esencialmente covalente,considerarse como esencialmente covalente,entonces:entonces:

El El número de coordinaciónnúmero de coordinación del del átomoátomocentralcentral, indica el número de átomos unidos, indica el número de átomos unidoso coordinados alrededor del metalo coordinados alrededor del metal

Evidentemente, Evidentemente, diferentes números dediferentes números decoordinacióncoordinación generarán generarán diferentesdiferentesgeometríasgeometríasLos Los números de coordinaciónnúmeros de coordinación más comunes y más comunes ysus sus geometríasgeometrías se presentan a continuación: se presentan a continuación:


Número de coordinación (NC)Número de coordinación (NC)Número de coordinación y geometría:Número de coordinación y geometría:

[Cu(gli)[Cu(gli)22(H(H22O)O)22]]Bipiramidal tetragonalBipiramidal tetragonal66[Fe(fen)[Fe(fen)33]]2+2+OctaédricaOctaédrica66[Cu(fen)(asp)H[Cu(fen)(asp)H22O]O]++Pirámide cuadradaPirámide cuadrada55[Cu(tren)CH[Cu(tren)CH33CN]CN]2+2+Bipiramidal trigonalBipiramidal trigonal55[Pt(NH[Pt(NH33))22ClCl22]]CuadradaCuadrada44Ni(CN)Ni(CN)44TetraédricaTetraédrica44[Au(R[Au(R33P)P)33]]++TrigonalTrigonal33[Ag(NH[Ag(NH33))22]]++LinealLineal22

EjemplosEjemplosGeometríaGeometríaNCNC

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Número de coordinación (NC)Número de coordinación (NC)Número de coordinación 2, linealNúmero de coordinación 2, lineal[Ag(NH[Ag(NH33))22]]++::


Número de coordinación (NC)Número de coordinación (NC)Número de coordinación 3, trigonalNúmero de coordinación 3, trigonal[[AuAu(R(R33P)P)33]]++::


Número de coordinación (NC)Número de coordinación (NC)Número de coordinación 4, caso tetraédricoNúmero de coordinación 4, caso tetraédricoNi(CN)Ni(CN)44::

CO

COOC

CO

Ni


Número de coordinación (NC)Número de coordinación (NC)Número de coordinación 4, caso cuadrado:Número de coordinación 4, caso cuadrado:[[PtPt(NH(NH33))22ClCl22]]

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Número de coordinación (NC)Número de coordinación (NC)Número de coordinación 5, caso Número de coordinación 5, caso bipiramidalbipiramidaltrigonal:trigonal: [Cu(tren)CH[Cu(tren)CH33CN]CN]2+2+


Número de coordinación (NC)Número de coordinación (NC)Número de coordinación 5, caso piramidal cuadrada:Número de coordinación 5, caso piramidal cuadrada:[Cu([Cu(fenfen)()(aspasp)H)H22O]O]


Número de coordinación (NC)Número de coordinación (NC)Número de coordinación 6, caso octaédrico:Número de coordinación 6, caso octaédrico:[Fe([Fe(fenfen))33]]2+2+


Número de coordinación (NC)Número de coordinación (NC)Número de coordinación 6, caso Número de coordinación 6, caso bipiramidalbipiramidalcuadrado:cuadrado:[Cu([Cu(hishis))22(H(H22O)O)22]]

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Modelo Modelo Gillespie-NyholmGillespie-NyholmEl mejor de los enfoquesEl mejor de los enfoques sencillossencillospara predecir lapara predecir la estructuraestructuramolecular esmolecular es el basado en elel basado en elconceptoconcepto de repulsión de paresde repulsión de pareselectrónicos de valenciaelectrónicos de valenciaPropone que la repulsiónPropone que la repulsiónentre los pares electrónicosentre los pares electrónicosde valencia que rodean a unde valencia que rodean a unátomo cualquiera obligan aátomo cualquiera obligan aque ese átomo se acomodeque ese átomo se acomodeen la estructura de maneraen la estructura de maneraque los pares electrónicosque los pares electrónicosestén lo más lejos posibleestén lo más lejos posiblecomo resultado de la repulsióncomo resultado de la repulsión


Modelo Modelo Gillespy-NyholmGillespy-NyholmEsto es, se postula que las fuerzas de enlace Esto es, se postula que las fuerzas de enlace nonoson el factor vitalson el factor vital que determina la geometría que determina la geometríamolecularmolecularEsta visión que no parece ser muy ortodoxa, estáEsta visión que no parece ser muy ortodoxa, estásoportada en algunos cálculos teóricos y en lasoportada en algunos cálculos teóricos y en laobservación de que se necesita poca energía paraobservación de que se necesita poca energía parahacer vibrar una molécula, lo cual claro, cambiahacer vibrar una molécula, lo cual claro, cambiasu geometría.su geometría.Ahora bien, parece ser que hay cuatro clasesAhora bien, parece ser que hay cuatro clasesprincipales de compuestos que no se ajustan a lasprincipales de compuestos que no se ajustan a laspredicciones de la teoría de predicciones de la teoría de Gillespy-NyholmGillespy-Nyholm


Modelo Modelo Gillespy-NyholmGillespy-NyholmMoléculas con enlaces muy polaresMoléculas con enlaces muy polares..Así, el Así, el LiLi22OO (gaseoso) (gaseoso) no tiene la mismano tiene la misma

estructura que el aguaestructura que el agua, ¡es lineal!, ¡es lineal!Al contemplar esta como Al contemplar esta como iónica, iónica, donde eldonde el

oxígeno tiene 8 electrones de valencia yoxígeno tiene 8 electrones de valencia yesencialmente es esencialmente es esféricamente esféricamente simétricosimétrico,,entonces la estructura será aquella donde laentonces la estructura será aquella donde larepulsión entre los dos iones repulsión entre los dos iones LiLi++ sea mínima (ojo sea mínima (ojorepulsión electrostática de los iones y no entrerepulsión electrostática de los iones y no entrelos electrones)los electrones)

¡ Esto, explica que la molécula sea lineal!¡ Esto, explica que la molécula sea lineal!


Modelo Modelo Gillespy-NyholmGillespy-NyholmMoléculas que tienen sistemas Moléculas que tienen sistemas ππ muymuydeslocalizadosdeslocalizadosEl anión El anión C(CN)C(CN)33

−−, debiera tener la misma, debiera tener la mismaestructura que el amoniaco, sin embargo hayestructura que el amoniaco, sin embargo hayevidencia de que es planaevidencia de que es plana

Para poder resolver esta contradicciónPara poder resolver esta contradiccióndebemos suponer que los electrones debemos suponer que los electrones ππ al estar al estartan deslocalizados no influyen en latan deslocalizados no influyen en lageometría pues su contribución a la repulsióngeometría pues su contribución a la repulsiónes despreciablees despreciable

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Modelo Modelo Gillespy-NyholmGillespy-NyholmMoléculas que tienen sistemas Moléculas que tienen sistemas ππ muymuydeslocalizadosdeslocalizados

Entonces si consideramos que la cargaEntonces si consideramos que la carganegativa está deslocalizada en losnegativa está deslocalizada en loselectrones electrones ππ al omitirlos solamente nos al omitirlos solamente nosquedan tres pares electrónicos de valenciaquedan tres pares electrónicos de valenciaalrededor del átomo central que claroalrededor del átomo central que clarodeben quedar en un plano a 120° uno dedeben quedar en un plano a 120° uno deotrootroLo cual concuerda con la estructuraLo cual concuerda con la estructuraobservadaobservada


Modelo Modelo Gillespy-NyholmGillespy-NyholmMoléculas con un Moléculas con un ““par inertepar inerte””

Muchos de los elementos representativosMuchos de los elementos representativospesados exhiben dos valencias que difieren en dospesados exhiben dos valencias que difieren en dos(por ejemplo (por ejemplo SnSn(II)(II), , SnSn(IV)(IV)))Esto lleva a la idea de que dos de los electronesEsto lleva a la idea de que dos de los electronesde valencia de estos elementos son menosde valencia de estos elementos son menosaccesibles químicamenteaccesibles químicamenteAunque muchas de las moléculas de estosAunque muchas de las moléculas de estoselementos en sus estados de valencia menor seelementos en sus estados de valencia menor seajustan a las predicciones de la teoríaajustan a las predicciones de la teoríaEn otros, el llamado par inerte parece serEn otros, el llamado par inerte parece serestéricamente estéricamente inactivo (por ejemplo inactivo (por ejemplo [[SbClSbCl66]]3+3+ y y[[BiClBiCl66]]3+3+ son octaédricos a pesar de que tienenson octaédricos a pesar de que tienensiete pares electrónicos de valenciasiete pares electrónicos de valencia


Modelo Modelo Gillespy-NyholmGillespy-NyholmMoléculas con un Moléculas con un ““par inertepar inerte””

Si suponemos que uno de los pares electrónicosSi suponemos que uno de los pares electrónicosde valencia se encuentra confinado en el orbital de valencia se encuentra confinado en el orbital ssmás externo (más externo (4s4s para el antimonio ypara el antimonio y 5s5s para el para elbismuto)bismuto)Esto, claro lo excluye del conjunto de valenciaEsto, claro lo excluye del conjunto de valenciaEsta explicación parece que no concuerda con laEsta explicación parece que no concuerda con laactividad actividad estérica estérica observada en otros compuestosobservada en otros compuestosrelacionadosrelacionadosNótese que hasta aquí únicamente hemosNótese que hasta aquí únicamente hemosrealizado racionalizaciones retrospectivas y enrealizado racionalizaciones retrospectivas y enúltima instancia indican que a pesar de su poderúltima instancia indican que a pesar de su poderpredictivo predictivo hay que tener precaución al hacerhay que tener precaución al hacerprediccionespredicciones


Modelo Modelo Gillespy-NyholmGillespy-NyholmMoléculas de los compuestos de coordinaciónMoléculas de los compuestos de coordinaciónde los elementos de transiciónde los elementos de transición

Aunque los electrones en Aunque los electrones en dd se encuentran en se encuentran enla capa de valencia, usualmente no tienen ella capa de valencia, usualmente no tienen elefecto predicho por este modelo en laefecto predicho por este modelo en laestructura molecularestructura molecularPor ejemplo el Por ejemplo el [[TiFTiF66]]33−− que tiene únicamente que tiene únicamenteun electrón desapareado, es un octaedroun electrón desapareado, es un octaedroregularregularDe manera similar, a pesar de que los ionesDe manera similar, a pesar de que los ionesque tienen configuración que tienen configuración dd88 son a menudo son a menudoplanosplanosEs evidente que esto no puede explicarse enEs evidente que esto no puede explicarse entérminos de la teoría de repulsióntérminos de la teoría de repulsión

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EstructuraEstructuraSe ha demostrado experimentalmente que laSe ha demostrado experimentalmente que laincidencia de los números de coordinación y lasincidencia de los números de coordinación y lasdiferentes geometrías de los elementos de ladiferentes geometrías de los elementos de laprimera serie de transición es aproximadamente laprimera serie de transición es aproximadamente lasiguiente:siguiente:

6(6(DD4h4h) ) ≈≈ 5( 5(DD4d4d) ) ≈≈ 5( 5(DD3h3h) ) ≈≈ 4( 4(DD4h4h) ) ≈≈ 4(4(TTdd))Cu(II)Cu(II)6(6(OOhh) > 4() > 4(DD4h4h) > 4() > 4(TTdd) ) ≈≈ 5( 5(variasvarias))Ni(II)Ni(II)6(6(OOhh) >>> 5() >>> 5(DD3h3h))Co(III)Co(III)6(6(OOhh) > 4() > 4(TTdd) > 5() > 5(DD3h3h))Co(II)Co(II)6(6(OOhh)>5()>5(DD3h3h)>4()>4(TTdd))≈≈7(7(prisma con gorroprisma con gorro))Fe(III)Fe(III)6(6(OOhh)>5()>5(DD3h3h))Fe(II)Fe(II)6(6(OOhh)>>7()>>7(prisma con gorroprisma con gorro))Mn(II)Mn(II)6(6(OOhh)>>5()>>5(DD3h3h), ), raramente otrasraramente otrasCr(III)Cr(III)


EstructuraEstructuraDonde:Donde:

6(6(OOhh)) = octaedro,= octaedro,6(6(DD4h4h)) = = octaedro distorsionadooctaedro distorsionado,,5(5(DD4d4d)) = = pirámide cuadradapirámide cuadrada,,5(5(DD3h3h)) = = bipirámide bipirámide trigonal,trigonal,4(4(DD4h4h)) = = cuadrado,cuadrado,4(4(TTdd)) = = tetraedrotetraedro

Aunque la tabla no es exhaustiva, si enfatiza queAunque la tabla no es exhaustiva, si enfatiza queno existeno existe ni una sola ni una sola geometríageometríanini un solo un solo número de coordinaciónnúmero de coordinación para cada ion. para cada ion.

Aunque, no hemos presentado una racionalizaciónAunque, no hemos presentado una racionalizaciónsencilla que explique el comportamientosencilla que explique el comportamientoestereoquímicoestereoquímico, se pueden reconocer los factores, se pueden reconocer los factoresque influyen en su comportamientoque influyen en su comportamientoEste curso tratará de darles herramientas que se losEste curso tratará de darles herramientas que se lospermitapermita


Nomenclatura y estructuraNomenclatura y estructuraPara podernos comunicar, una de las mejoresPara podernos comunicar, una de las mejoresestrategias es la de tener una convenciónestrategias es la de tener una convenciónaceptable para la mayoría.aceptable para la mayoría.Esta convención procede de laEsta convención procede de laUnión Internacional de Química Pura y AplicadaUnión Internacional de Química Pura y Aplicada o oInternational Pure International Pure & & Applied ChemistryApplied Chemistry ((IUPACIUPAC).).Aunque esta convención se acepta comúnmente, aAunque esta convención se acepta comúnmente, aveces encontraremos variantes.veces encontraremos variantes.En general es recomendable y más simple dar laEn general es recomendable y más simple dar lafórmula estructural que escribir el nombrefórmula estructural que escribir el nombrecompleto.completo.


Nomenclatura y estructuraNomenclatura y estructuraAdicionalmente los Adicionalmente los nombres trivialesnombres triviales de muchos de muchosde estos compuestos persistende estos compuestos persistenY aunque debiéramos referirnos a losY aunque debiéramos referirnos a los aniones de aniones dehierro y hierro y CNCN−− cómo:cómo:

hexacianoferratohexacianoferrato(II) y(II) yhexacianoferratohexacianoferrato(III)(III)

muchos autores se siguen refiriendo a estosmuchos autores se siguen refiriendo a estoscomocomo

ferrocianuro yferrocianuro yferricianuroferricianuro

respectivamenterespectivamente

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Nomenclatura y estructuraNomenclatura y estructuraTambién nos encontraremos muchos ejemplos deTambién nos encontraremos muchos ejemplos decomplejos que tienen nombre de humano, talescomplejos que tienen nombre de humano, talescomo:como:

sal de sal de ReineckeReinecke NHNH44[[CrCr(NH(NH33))22(NCS)(NCS)44]]o la o la sal verde de sal verde de MagnusMagnus [[PtPt(NH(NH33))44][][PtClPtCl44]]o la o la sal de sal de ZeissZeiss K[K[PtPt(C(C22HH44)Cl)Cl33].].

Un sistema que afortunadamente ha desaparecidoUn sistema que afortunadamente ha desaparecidopero que es factible que se encuentren en lapero que es factible que se encuentren en laliteratura antigualiteratura antiguaConsisteConsiste en: en:

nombrar al complejo de acuerdo al color del complejo denombrar al complejo de acuerdo al color del complejo decobalto (III) correspondiente, ¡sin importar el color delcobalto (III) correspondiente, ¡sin importar el color delpropio complejo!propio complejo!

Por ejemplo las sales purpúreo son todas aquellasPor ejemplo las sales purpúreo son todas aquellasque cumplen esta fórmula:que cumplen esta fórmula: [M(NH[M(NH33))55Cl]Cl]n+n+


Nomenclatura y estructuraNomenclatura y estructuraLa siguientes reglas resumen las decisiones másLa siguientes reglas resumen las decisiones másimportantes del comité de nomenclatura de laimportantes del comité de nomenclatura de laIUPAC:IUPAC:

1.1. Al escribir la fórmula de un complejo, el átomoAl escribir la fórmula de un complejo, el átomocentral se pone primero: central se pone primero: [Fe(CN)[Fe(CN)66]]33−−

a.a. Pero al nombrarlo el metal va al finalPero al nombrarlo el metal va al finalhexacianoferratohexacianoferrato(III)(III)

b.b. Si el complejo es aniónico se debe terminarSi el complejo es aniónico se debe terminarcon el sufijo con el sufijo ––atoato,,

c.c. Esta distinción en los aniones se hace paraEsta distinción en los aniones se hace parapoder nombrar sistemáticamente a los ácidospoder nombrar sistemáticamente a los ácidoscorrespondientescorrespondientes


Nomenclatura y estructuraNomenclatura y estructurad.d. Si el complejo es neutro el nombre delSi el complejo es neutro el nombre del

elemento central no se modifica, asíelemento central no se modifica, así[Fe(H[Fe(H22O)O)66]]2+2+ es es hexaacuohierrohexaacuohierro(II).(II).

e.e. El estado de oxidación formal del átomoEl estado de oxidación formal del átomocentral se indica con el número romanocentral se indica con el número romanocorrespondiente encerrado entre paréntesiscorrespondiente encerrado entre paréntesispero sin espacio entre este y el nombre.pero sin espacio entre este y el nombre.

f.f. Un estado de oxidación formal de cero, seUn estado de oxidación formal de cero, seindica con indica con (0)(0)

g.g. Y los números de oxidación negativos, con elY los números de oxidación negativos, con elsigno menos y el número romano signo menos y el número romano (-II)(-II)


Nomenclatura y estructuraNomenclatura y estructura2.2. El nombre de una especie compleja se escribeEl nombre de una especie compleja se escribe

como una sola palabracomo una sola palabra3.3. En la fórmula se presentan primero losEn la fórmula se presentan primero los

ligantes ligantes positivos, después los neutros ypositivos, después los neutros yfinalmente los negativosfinalmente los negativos

a.a. Pero al escribirlos, el nombre de losPero al escribirlos, el nombre de loscomplejos se escribe en una sola palabracomplejos se escribe en una sola palabra

b.b. Si los Si los ligantes ligantes en el complejo son moléculasen el complejo son moléculasneutras se usa su nombre normal, exceptoneutras se usa su nombre normal, exceptopara el amoniaco que se escribe para el amoniaco que se escribe aminamin y ely elagua que se escribe agua que se escribe acuoacuo

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Nomenclatura y estructuraNomenclatura y estructurac)c) Si los Si los ligantes ligantes son negativos sus nombres seson negativos sus nombres se

terminan con el sufijo -o.terminan con el sufijo -o.d)d) Al listar los Al listar los ligantes ligantes primero se escriben losprimero se escriben los

negativos, después a los negativos, después a los ligantes ligantes neutros yneutros yfinalmente los cargados positivamentefinalmente los cargados positivamente

e)e) Dentro de cada clase se pondrán en ordenDentro de cada clase se pondrán en ordende complejidad, primero los simples despuésde complejidad, primero los simples despuéslos complicadoslos complicados

f)f) Así el complejo Así el complejo [[CoCo(NH(NH33))44(NO(NO22))BrBr]]++ se senombra como:nombra como:bromonitrotetraamincobaltobromonitrotetraamincobalto(III)(III)


Nomenclatura y estructuraNomenclatura y estructurag.g. En general las moléculas neutras se nombranEn general las moléculas neutras se nombran

empleando el nombre de la molécula, aunqueempleando el nombre de la molécula, aunqueexisten algunas excepciones, las másexisten algunas excepciones, las másimportantesimportantes

HH22OO = = acuoacuo,,NHNH33 = = aminamin,,COCO = carbonilo = carbonilo,,NONO = = nitrosilonitrosilo

h.h. Si el Si el ligante ligante puede unirse al metal de variaspuede unirse al metal de variasmaneras, debe indicarse el átomo coordinadomaneras, debe indicarse el átomo coordinadodespués del después del liganteligante..


Nomenclatura y estructuraNomenclatura y estructura

h.h. En el caso de En el caso de NONO22−− y y SCNSCN−− se puede se puede

emplear cualquiera de sus nombresemplear cualquiera de sus nombresalternativos:alternativos:

––NONO22−− = nitro = nitro

––ONOONO−− = nitrito = nitrito

por un lado y:por un lado y:

––SCNSCN−− = = tiocianatotiocianato

––NCSNCS−− isocianatoisocianato..


Nomenclatura y estructuraNomenclatura y estructura4.4.Cuando varios Cuando varios ligantes ligantes se coordinan al mismo átomose coordinan al mismo átomo

central, se tienen dos casoscentral, se tienen dos casosa.a.Si los Si los ligantes ligantes son simples, el número de son simples, el número de ligantesligantes

unidos se indica por medio de los prefijos latinos:unidos se indica por medio de los prefijos latinos:mono-,mono-,di-,di-,tri-tri-,,tetra-tetra-,,penta-,penta-,hexa-hexa-, , etcetc..

[Fe(H[Fe(H22O)]O)]2+2+ = = hexahexaacuohierroacuohierro(II),(II),[[CoCo(NH(NH33))44ClCl22]]+ + = = didicloroclorotetratetraamincobaltoamincobalto(III)(III)

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Nomenclatura y estructuraNomenclatura y estructurab.b.Si los Si los ligantes ligantes son más complicados y tienenson más complicados y tienenprefijos para designar su estructura, se emplean losprefijos para designar su estructura, se emplean losprefijos griegos:prefijos griegos:bis-,bis-,tris-tris-,,tetrakis-tetrakis-,,pentakis-pentakis-,,hexakis-hexakis-..

[Ni(en)[Ni(en)33]]2+2+ tristrisetilendiaminniqueletilendiaminniquel(II)(II)((enen = = etilendiaminaetilendiamina))[[CoCo(P(C(P(C66HH55))33ClCl22]]diclorodiclorobisbistrifenilfosfincobaltotrifenilfosfincobalto(II)(II)


Nomenclatura y estructuraNomenclatura y estructura5.5. Si hubieran grupos formando un puenteSi hubieran grupos formando un puente

entre dos centros de coordinación del mismoentre dos centros de coordinación del mismocompuesto, deben indicarse con la letracompuesto, deben indicarse con la letragriega griega µµ::µµ-amido--amido-µµ-nitrooctaamindicobalto-nitrooctaamindicobalto(III)(III)

NH3 NH3

NH3 NH3

NH3

NH3NH3

NH3

N

H2-

N

O

O-

Co Co

4+


Nomenclatura y estructuraNomenclatura y estructura

6.6. Cuando el Cuando el ligante ligante usa dos o más átomosusa dos o más átomosvecinos para unirse al metal, se emplea la letravecinos para unirse al metal, se emplea la letragriega griega ηη con un superíndice indicando el con un superíndice indicando elnúmero de átomos empleados:número de átomos empleados:[[PtClPtCl33((ηη22-C-C22HH44)])]−−se llama se llama tricloro-tricloro-ηη22-etenoplatino-etenoplatino(IV)(IV)

7.7. En el caso de tener isomería geométrica esEn el caso de tener isomería geométrica esnecesario indicarlanecesario indicarla

8.8. Recuerden también que en nuestro lenguaje elRecuerden también que en nuestro lenguaje elnombre de una especie nombre de una especie catiónica catiónica (compleja o(compleja ono) siempre va después de una especieno) siempre va después de una especieaniónica (compleja o no)aniónica (compleja o no)


La isomería en los complejosLa isomería en los complejosLa evidencia que La evidencia que WernerWerner uso para concluir queuso para concluir quelos compuestos los compuestos hexacoordinadoshexacoordinados, eran casi, eran casiinvariablemente octaédricos, la obtuvoinvariablemente octaédricos, la obtuvoestudiando la isomería de este tipo deestudiando la isomería de este tipo decompuestos.compuestos.Presentaremos a continuación las formas dePresentaremos a continuación las formas deisomería que se pueden reconocer al estudiarisomería que se pueden reconocer al estudiareste tipo de compuestos.este tipo de compuestos.Es importante notar que estas categorías Es importante notar que estas categorías nonosonson mutuamente exclusivas y que se pueden mutuamente exclusivas y que se puedeninvocar dos o más de las clases de isomería parainvocar dos o más de las clases de isomería paradescribir la isomería entre dos compuestosdescribir la isomería entre dos compuestos

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La isomería en los La isomería en los compejoscompejosEn química de coordinación se reconocen diezEn química de coordinación se reconocen diezclases de isomería.clases de isomería.

Estas son:Estas son:Isomería Isomería conformacionalconformacionalIsomería de la posición de coordinaciónIsomería de la posición de coordinaciónIsomería de coordinaciónIsomería de coordinaciónIsomería de ionizaciónIsomería de ionizaciónIsomería de hidrataciónIsomería de hidrataciónIsomería de uniónIsomería de uniónIsomería de polimerizaciónIsomería de polimerizaciónIsomería geométricaIsomería geométricaIsomería ópticaIsomería ópticaIsomería del Isomería del liganteligante


Isomería Isomería conformacionalconformacionalEs en el caso donde en que los isómeros tienenEs en el caso donde en que los isómeros tienendiferente estereoquímica (forma) pero que por lodiferente estereoquímica (forma) pero que por lodemás son idénticosdemás son idénticos

Este tipo de isomería está confinada a muy pocosEste tipo de isomería está confinada a muy pocosejemplos. Asejemplos. Así los compuestos:í los compuestos:

[[NiClNiCl22((φφ22P-CHP-CH22--φφ))22]] y y [[NiClNiCl22(P(Pφφ33))22]]

Pueden ser Pueden ser tetraédricostetraédricos o o planos planos dependiendo dedependiendo delas condicioneslas condiciones


Isomería de la posiciónIsomería de la posiciónEn este tipo de isomería la distribución de losEn este tipo de isomería la distribución de losligantes ligantes entre dos centros de coordinaciónentre dos centros de coordinacióndifiere. Por ejemplo,difiere. Por ejemplo,

Noten que cada uno de los cationes puedeNoten que cada uno de los cationes puedepresentar varias formas presentar varias formas isoméricasisoméricas


Isomería de coordinaciónIsomería de coordinaciónSolamente se presenta cuando el catión y elSolamente se presenta cuando el catión y elanión de una sal son ambos complejos, difiriendoanión de una sal son ambos complejos, difiriendolos dos isómeros en la distribución de los los dos isómeros en la distribución de los ligantesligantesentre el catión y el anión, por ejemplo:entre el catión y el anión, por ejemplo:

[[CoCo(NH(NH33))66][][CrCr(oxalato)(oxalato)33]] yy[[CrCr(NH(NH33))66][][CoCo(oxalato)(oxalato)33]]

Nótese que el centro de coordinación puede serNótese que el centro de coordinación puede serel mismo átomo en el catión y el aniónel mismo átomo en el catión y el anión

[[CrCr(NH(NH33))66][][CrCr(SCN)(SCN)66] ] yy[[CrCr(NH(NH33))44(SCN)(SCN)22][][CrCr(SCN)(SCN)44(NH(NH33))22]]

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Isomería de ionizaciónIsomería de ionizaciónDos compuestos de coordinación que difieren en laDos compuestos de coordinación que difieren en ladistribución de los distribución de los iones coordinadosiones coordinados directamente directamentey los y los contraionescontraiones presentes en la red cristalinapresentes en la red cristalina

Se conocen como Se conocen como isómeros de ionizaciónisómeros de ionización..

Por ejemplo:Por ejemplo:

[[CoCo(NH(NH33))55Br]SOBr]SO44 yy

[[CoCo(NH(NH33))55SOSO44]]BrBr


Isomería de cristalización o de Isomería de cristalización o de solvatosolvatoEste caso es similar al de ionizaciónEste caso es similar al de ionizaciónExcepto que ahora es un Excepto que ahora es un ligante ligante sin carga el quesin carga el quecambia de la esfera de coordinación a unacambia de la esfera de coordinación a unaposición en la red cristalina y uno de la red pasaposición en la red cristalina y uno de la red pasaa formar parte de la esfera de coordinación.a formar parte de la esfera de coordinación.Por ejemplo:Por ejemplo:

[[CrCr(H(H22O)O)66]Cl]Cl33,,[[CrCr(H(H22O)O)55Cl]ClCl]Cl22.H.H22OO yy[[CrCr(H(H22O)O)44ClCl22]]ClCl.2H.2H22OO


Isomería de uniónIsomería de uniónExisten Existen ligantes ligantes que se pueden coordinar deque se pueden coordinar demás de una maneramás de una manera

Este fenómeno da lugar a la isomería de unión:Este fenómeno da lugar a la isomería de unión:

[[CrCr(H(H22O)O)55SCN]ClSCN]Cl2 2 yy [ [CrCr(H(H22O)O)55NCS]ClNCS]Cl22

[[CoCo(NH(NH33))55NONO22]Cl]Cl22 yy [ [CoCo(NH(NH33))55ONO]ClONO]Cl22

[[CoCo(NH(NH33))55SSOSSO33]Cl]Cl22 yy [ [CoCo(NH(NH33))55OSOOSO22S]ClS]Cl22


Isomería de polimerizaciónIsomería de polimerizaciónSe refiere a los complejos en donde el valorSe refiere a los complejos en donde el valor

de de n n en la fórmula empírica en la fórmula empírica [[MLMLmm]]nn varía. varía.

Tal es el caso del par de complejosTal es el caso del par de complejos

[[PtPt(NH(NH33))44][][PtClPtCl44]] y y

[[PtPt(NH(NH33))22ClCl22]]

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Isomería geométricaIsomería geométricaEsta depende de la geometría que adopta elEsta depende de la geometría que adopta elcomplejo.complejo.De manera que la isomería que puede tener unDe manera que la isomería que puede tener uncomplejo, conviene analizarla en estos términos.complejo, conviene analizarla en estos términos.Las geometrías que presentan isomeríasLas geometrías que presentan isomeríasgeométricas importantes son se indican ageométricas importantes son se indican acontinuacicontinuación.ón.

La tetraédricaLa tetraédricaLa cuadradaLa cuadradaPirámide cuadradaPirámide cuadradaLa La bipirámide bipirámide trigonaltrigonalLa octaédricaLa octaédrica

Cada una de ellas la analizaremos mCada una de ellas la analizaremos más adelante,ás adelante,pues cada una tiene sus particularidadespues cada una tiene sus particularidades


Isomería geométricaIsomería geométricaEn el caso de la En el caso de la geometría tetraédricageometría tetraédrica, los, loscomplejos cuya composición escomplejos cuya composición es

MLML33X,X,

MLML22XX22,, yy

No presentan No presentan isomería geométricaisomería geométrica, aunque, aunque

MLXYZ,MLXYZ,

presenta presenta isomería ópticaisomería óptica


Isomería geométricaIsomería geométricaEn el caso de la En el caso de la geometría cuadradageometría cuadrada, los, loscomplejos cuya composición es complejos cuya composición es MLML44 o o MLML33XX, no, nopresentan isómeros, sin embargo presentan isómeros, sin embargo MLML22XX22

La manera de describir este tipo de isomería esLa manera de describir este tipo de isomería esindicando si la posición relativa de los indicando si la posición relativa de los ligantesliganteses adyacente o se encuentran opuestos uno ales adyacente o se encuentran opuestos uno alotro.otro.

En el primer caso etiquetamos con el prefijo En el primer caso etiquetamos con el prefijo cis-cis-y en el segundo con el prefijo y en el segundo con el prefijo trans-trans-


Isomería geométricaIsomería geométricaDe esta manera podremos identificarDe esta manera podremos identificardiferentes isómeros de un complejodiferentes isómeros de un complejoEjemplos de esto se muestran a continuaciónEjemplos de esto se muestran a continuaciónpara el complejo de platino para el complejo de platino [[PtPt(NH(NH33))22ClCl22]]

ciscis transtrans

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Isomería geométricaIsomería geométricaEn el caso de los compuestos cuya geometríaEn el caso de los compuestos cuya geometríaes es piramidal cuadradapiramidal cuadrada, esencialmente hay que, esencialmente hay quedistinguir entre los distinguir entre los ligantes ligantes que se encuentranque se encuentran

en la base de la pirámide (en la base de la pirámide (basalesbasales))

y los que se encuentrany los que se encuentran

en el vértice de la pirámide (en el vértice de la pirámide (axialesaxiales))


Isomería geométricaIsomería geométrica

TambiTambién én para los complejos de para los complejos de geometríageometríabipiramidal bipiramidal trigonaltrigonal es necesario distinguir a es necesario distinguir alos los ligantes ligantes que se encuentranque se encuentran

en el eje (en el eje (axialesaxiales))

de los que se encuentrande los que se encuentran

en la base (en la base (ecuatorialesecuatoriales))

De las dos pirámidesDe las dos pirámides


Isomería geométricaIsomería geométricaFinalmente en el caso de los complejosFinalmente en el caso de los complejosoctaédricosoctaédricos, encontramos que aquellos que tienen, encontramos que aquellos que tienenlas composicioneslas composiciones

MLML66 y yMLML55XX,,

no presentan isómerosno presentan isómerosEn tanto que los complejos con composicionesEn tanto que los complejos con composiciones

MLML44XX22,,MLML33XX33,,MLML22XX22YY22

Junto con las composiciones más complejas siJunto con las composiciones más complejas sipresentan isómeros.presentan isómeros.


Isomería geométricaIsomería geométricaEn los casos sencillos es factible describir a losEn los casos sencillos es factible describir a losisómeros empleando la posición relativa de losisómeros empleando la posición relativa de losligantesligantes. Así, para. Así, para

MLML44XX22 y y MLML22XX22YY22se utilizan nuevamente los prefijos se utilizan nuevamente los prefijos cis-cis- y y trans-trans-para describir si los para describir si los ligantes ligantes se encuentran o nose encuentran o noadyacentes. En los complejos de adyacentes. En los complejos de CoCo(III) de cloro(III) de cloroy amoniaco se tiene:y amoniaco se tiene:

transtransciscis

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Isomería geométricaIsomería geométricaEn el caso de los complejos En el caso de los complejos MLML22XX22YY22, el, eltratamiento es similar, pero ligeramente mástratamiento es similar, pero ligeramente máscomplicado, pues ahora debemos indicar lascomplicado, pues ahora debemos indicar lasrelaciones entre cada par.relaciones entre cada par.Finalmente en el caso de los complejos deFinalmente en el caso de los complejos decomposición composición MLML33XX33, se puede describir a los, se puede describir a losisómeros dependiendo si se encuentran en unaisómeros dependiendo si se encuentran en unacara del octaedro o no.cara del octaedro o no.Para ello empleamos los prefijos Para ello empleamos los prefijos mer-mer-((meridionalmeridional) ) y y fac-fac- ((facialfacial).).


Isomería geométricaIsomería geométricaAsí en el caso de los complejosAsí en el caso de los complejos

[[CoCo(NH(NH33))33ClCl33]]tendremos:tendremos:

mer mer (meridional)(meridional) fac (facial)fac (facial)


Isomería ópticaIsomería ópticaUn compuesto que no se puede Un compuesto que no se puede superimponer superimponer a sua suimagen especular, se le llama imagen especular, se le llama quiralquiralA un par de complejos A un par de complejos quiralesquirales distintos que sondistintos que sonimágenes especulares uno del otro, se les llamaimágenes especulares uno del otro, se les llamaenantiómerosenantiómerosY se dice que son Y se dice que son isómeros ópticosisómeros ópticosEl adjetivoEl adjetivo ópticoóptico procede de la capacidad que tiene procede de la capacidad que tienecada isómero de rotar el plano de la luz polarizadacada isómero de rotar el plano de la luz polarizadaen direcciones opuestas pero con la mismaen direcciones opuestas pero con la mismamagnitudmagnitudLos complejos tetraédricos cuya composición esLos complejos tetraédricos cuya composición esMLXYZ, tal como los compuestos de carbono conMLXYZ, tal como los compuestos de carbono concuatro cuatro sustituyentes sustituyentes diferentes tienen estadiferentes tienen estapropiedadpropiedad


Isomería ópticaIsomería ópticaEsta misma propiedad la presentan también losEsta misma propiedad la presentan también loscomplejos octaédricos, siempre y cuando tengancomplejos octaédricos, siempre y cuando tenganligantes ligantes quelatosquelatos

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Nomenclatura y estructuraNomenclatura y estructura A partir de este momento, vamos a hablarA partir de este momento, vamos a hablar

indistintamente de:indistintamente de:Metal = ácido = centro de coordinación =Metal = ácido = centro de coordinación =

átomo centralátomo centralLigante Ligante = base = especie coordinada= base = especie coordinada

Es decir, a partir de este momento, nos referiremosEs decir, a partir de este momento, nos referiremosa los ácidos propuestos pora los ácidos propuestos por SidwickSidwick comocomo átomos átomoscentrales centrales y a las bases comoy a las bases como ligantesligantes

Curso de Química de Los iones metálicos...

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