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TEMA 9. COMPLEJOS
Son compuestos que contienen un átomo o ión central, que normalmente es un metal, rodeado de un grupo de iones o moléculas neutras, que reciben el nombre de ligandos.
La carga global del complejo dependerá de la carga del ión central y de la de los ligandos.
Índice de coordinación: Nº de ligandos que rodean a un ión central.
AgCl + 2NH 3 (Ag(NH 3 )2) +^ Cl-
M (aceptor) + L (donador) MLn (complejo) Acido de Lewis Base de Lewis Es la neutralización de Lewis: formación de un enlace covalente coordinado dativo
Las especies que se forman como resultado de coordinación pueden ser positivas, neutras y negativas. Por ejemplo, el cobre (II), con un numero de coordinación 4, forma un complejo catiónico con el amoniaco, Cu(NH 3 ) 4 2+^ y un complejo neutro con la glicina, Cu(NH 2 CH 2 COO) 2. El Mn forma un complejo aniónico con el ión cloruro MnCL 4 2-: Esto se ilustra en las siguientes figuras:
Un ligando hexadentado de importancia particular que puede funcionar también como ligando penta o tetradentado es el ácido etilendiaminotetraacético (AEDT-H 4 ) en cualquiera de sus formas aniónicas (AEDT-H 2 2-, AEDT-H3-, AEDT4-):
Este compuesto es muy importante en las determinaciones de metales por volumetría de formación de complejos.
NOMENCLATURA DE LOS COMPLEJOS
- Primero se nombra el anión y luego el catión
- El nombre del ligando precede al del catión central
- Los nombres de los ligandos terminan en -o, si el ligando es un anión, en -io si el ligando es un catión
- Si es una molécula neutra, el nombre del ligando no varía. Excepto agua-aquo, NH 3 -amín
- Los prefijos di-, tri-, tetra-, etc que indican el nº de ligandos sencillos iguales que existen.
- Si el nombre del ligando es complejo se usan bis-, tris-, tetraquis-, etc
- El estado de oxidación del catión central se indica con un nº romano entre paréntesis al lado del catión central
TEORÍA DE LA COORDINACIÓN DE WERNER
Valencia primaria o ionizable : número de oxidación, adireccional Valencia secundaria : número de coordinación, disposición geométrica que minimiza las fuerzas de repulsión de las nubes de electrones. Atomo central ( aceptor de electrones ): todos los cationes, aunque no con el mismo grado. Los mejores aceptores son los que combinan la capacidad para atraer electrones con la disponibilidad para alojarlos en sus capas electrónicas****.
Metales de transición (orbitales d)
tamaño pequeño carga catiónica elevada orbitales externos vacíos o vacantes
Metales de transición – átomo central El tamaño pequeño y la carga catiónica elevada favorecen la atracción electrónica: -Los electrones son atraídos fuertemente por el núcleo positivo del catión,
- así como los orbitales externos vacíos o vacantes, que proveen espacio para alojar a los electrones.
Por esto, los elementos que con mayor facilidad forman complejos son los iones de los metales de transición.
Por el contrario los alcalino y alcalinotérreos, son poco aceptores debido a su gran diámetro, pequeña carga y a no poseer orbitales “d” incompletos, forman pocos complejos..
Ligandos: donadores de pares electrónicos no compartidos
Monodentados:donan un par de electrones, NH 3
[ 3 HN-Ag-NH 3 ]+
Primera esfera de coordinación o esfera interna
TEORIA DE WERNER
Ligandos: donadores de pares electrónicos no compartidos
Polidentados: dos o más puntos de unión al átomo central, lo que origina estructuras cíclicas como Ni(DMG) 2
C
Ni
H
O
N
TEORIA DE WERNER
EL ENLACE EN LOS COMPLEJOS
Tª DEL ENLACE DE VALENCIA
El catión central tiene orbitales vacíos y los ligandos tienen pares de e-^ sin compartir. Se forma entre ellos un enlace covalente dativo.
P.ej. El NH 3 tiene un par de e-^ sin compartir, es por lo tanto un buen ligando. Ag+^ + 2NH 3 (Ag(NH 3 )2)
El enlace se formaría por la superposición de un orbital del ligando con un par de e-^ sin compartir y un orbital del catión metálico.
P.ej. (Al(Cl 4 ))-
Al 3s^2 3p^1 3s^2 3p^5
Cl
Al+3^ Cl-
En cada orbital vacío de Al+3^ se puede situar un Cl-
Los orbitales vacíos del Al+3^ no son iguales, sin embargo los cuatro enlaces que se forman si son iguales y dan lugar a orbitales híbridos: 1 orbital s + 3 orbitales p 4 orbitales sp^3
En la siguiente tabla se muestran las geometrías idealizadas para los índices de coordinación más comunes.
Indice de coordinacion
hibridacion ejemplos
2 LINEAL sp^ [Ag(NH3)2+] [Cu(CN)2]- 4 TETRAEDRICA sp3^ [Zn(CN)4]2 [Cd(NH3)4]2+- 4 PLANO CUADRADA dsp2 o sp2d
[Ni(CN)4]2- [Cu(OH2)4]2+ [PtCl2(NH3)2]
5 BIPIRAMIDE TRIGONAL dsp
[Fe(CO)5]3+ [CuCl5]3-
5 PIRAMIDAL CUADRADA d2sp
[Ni(CN)5]3 [MnCl5]3--
6 OCTAEDRICA d2sp3 o sp3d2^ [Fe(CN)6]4 [Fe(OH2)6]2+-
Las geometrías tabuladas son geometrías ideales. Las geometrías reales están a veces distorsionadas especialmente si los ligandos no son todos los mismos. Las distorsiones se deben a compensaciones de los desiguales campos electricos generados por los diferentes ligandos.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ESTABILIDAD DE LOS COMPLEJOS
carga del catión tamaño tenga más orbitales vacíos
Atomo central
- TAMAÑO DEL ANILLO
- EFECTOS ESTERICOS
La estabilidad del complejo es máxima con anillos de 5 eslabones. Los anillos formados por 6 y 4 son menos estables ya que presentan mayor repulsión entre las nubes de electrones. El resto de los anillos presenta gran inestabilidad
EQUILIBRIO POR FORMACION DE COMPLEJOS
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ESTABILIDAD DE LOS COMPLEJOS
EQUILIBRIO POR FORMACION DE COMPLEJOS
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ESTABILIDAD DE LOS COMPLEJOS
