Compuestos de coordinación: Nomenclatura y propiedades

Publicado el 30 octubre, 2020 por Rodrigo Ricardo

Nomenclatura de compuestos de coordinación

Existen algunas reglas específicas para nombrar compuestos de coordinación . A continuación se presentan las reglas principales para nombrar compuestos de coordinación de acuerdo con las recomendaciones de la IUPAC de 1990.

1. En la fórmula escrita de un compuesto de coordinación, el símbolo del átomo central se escribe primero.

2. A esto le siguen los ligandos iónicos y luego los ligandos neutros. Dentro de cada categoría, la fórmula de los ligandos se enumera alfabéticamente, por la primera letra (o la siguiente).

3. Los ligandos que contienen carbono e hidrógeno solamente se agrupan bajo C. Para ligandos orgánicos que contienen heteroátomos, la posición se determina por la secuencia alfabética del heteroátomo; por ejemplo, N de C 5 H 5 N. Si dos ligandos están presentes con el mismo átomo definitorio, uno con menos átomos de este tipo precede al que tiene más. Cuando el número de átomos definitorios es el mismo, se utilizan los siguientes símbolos para determinar la secuencia. Por tanto, C 5 H 5 N precede a NH 3 y C 2 H 8 N 2 precede a C 10 H 8 N 2 .

4. Toda la entidad de coordinación se incluye entre corchetes.

5. Se pueden utilizar abreviaturas comunes para ligandos. Deben estar en minúsculas y entre paréntesis. A continuación se muestran algunos ejemplos ilustrativos:

[Ru (NH 3 ) 5 (N 2 )] Cl 2 cloruro de pentaamminenitrogenrutenio (II)

[PtBrCl (NO 2 ) NH 3 ] – Ión amminebromocloronitrito-N-platino (II): aquí, el nitro es un ligando ambidentado , lo que significa que el nitro puede unirse al metal a través de N u O, por lo que debemos especificar la dentación a través del nitrógeno. y como es un ion, escribimos el término ‘ion’ al final.

[Al (OH) (H 2 O) 5 ] 2+ Pentaaquahidroxoaluminio (III)

Al nombrar compuestos de coordinación mononucleares , se aplica un conjunto específico de reglas, que se describen a continuación.

1. El átomo central se nombra al final, de acuerdo con la regla 4 que se indica a continuación.

2. Está precedido por los nombres de los ligandos en orden alfabético. Los prefijos numéricos (como di, tri, etc.) que indican el número de ligandos se ignoran. Por tanto, la posición del dicloro se determina mediante el alfabeto “C”, mientras que la difenilfosfina se determina mediante “d”, ya que este es un nombre general del ligando.

3. Los prefijos di-, tri-, etc. se reemplazan por bis-, tris-, etc. (derivados de ordinales) en expresiones complejas, y en casos de probable ambigüedad, por ejemplo, bis (metilamina), para excluir dimetilamina.

4. Todas las entidades de coordinación aniónica terminan en -ate; no se utiliza una terminología distintiva para las entidades de coordinación catiónicas o neutrales.

5. El número de oxidación del átomo central en números romanos o cero arábigo se indica entre paréntesis después del nombre del átomo central. Los signos positivos no se utilizan antes de los números de oxidación. No queda espacio entre este número y el nombre del átomo central.

Ejemplos:

K 3 [Fe (CN) 6 ] Hexacianoferrato de potasio (III) – Aquí, como el cianuro es un ligando aniónico, se agrega el sufijo-o, 6 ligandos de cianuro trae el término ‘hexa’ y dado que este es un complejo de tipo A (B) , el metal recibe el sufijo -ate.

[CoCl (H 2 O) 2 (NH 3 ) 3 ] Cl 2 triamminediaquachlorocobalt (III) cloruro – Aquí, los ligandos se nombran alfabéticamente, tres ligandos de amoniaco llevan el término ‘tri’ y dos ligandos de agua reciben el término ‘di’. Dado que este no es un complejo de tipo A (B), el metal solo obtiene el número de oxidación dentro de las paréntesis, con su nombre tal como está.

cis- [PtCl 2 (Ph 3 P) 2 ] cis-diclorobis (trifenilfosfina) platino (II)

K [PtCl 3 (C 2 H 4 )] Tricloro (n 2 -eteno) platinato de potasio (II)

El símbolo ‘n’ con un superíndice numérico (hapticidad) indica el número de átomos ligados en el ligando que se unen al átomo metálico.

Geometría e isomería

Los compuestos de coordinación con la misma fórmula empírica pero diferentes estructuras (ya sea en la conectividad de los átomos o en la orientación de los átomos en el espacio) se denominan isómeros .


Ejemplo de isómeros
imagen de isómeros

El número de isómeros de un complejo depende de la geometría, el número de coordinación del metal y la naturaleza de los ligandos. En compuestos de coordinación, un metal de cuatro coordenadas puede tener geometría plana tetraédrica o cuadrada y un metal de seis coordenadas tendrá geometría octaédrica . La estereoquímica (disposición tridimensional de los átomos) de los compuestos de coordinación es más variada, ya que los metales involucran un número mucho mayor de orbitales (s, pyd) cuya energía y distribución espacial son muy diferentes. La isomería en los compuestos de coordinación se puede clasificar en dos tipos generales, que se describen a continuación.

1. La isomería constitucional es cuando dos o más compuestos difieren en las conectividades de enlace . Esto también se llama isomería estructural . La isomería constitucional se puede subdividir de la siguiente manera:

a) Isomería de ionización : compuestos de coordinación que tienen iones diferentes dentro y fuera de la esfera de coordinación, por ejemplo:

[PtCl 2 (NH 3 ) 4 ] Br 2 → [PtCl 2 (NH 3 ) 4 ] 2+ + 2Br –

[PtBr 2 (NH 3 ) 4 ] Cl 2 → [PtBr 2 (NH 3 ) 4 ] 2+ + 2Cl –

b) Isomería de hidratos (solvatos) : este es un tipo especial de isomería de ionización donde las moléculas de agua se desplazan fuera de la esfera de coordinación, por ejemplo, [Cr (H 2 O) 6 ] Cl 3 (violeta), [CrCl (H 2 O) 5 ] Cl 2 . H 2 O (azul verde), [Cr (H 2 O) 4 Cl 2 ] Cl. 2H 2 O (verde). Tenga en cuenta que producen un número diferente de iones cloruro en la ionización.

c) Isomería de coordinación : los ligandos se intercambian entre las partes catiónicas y aniónicas de un compuesto, por ejemplo, [Co (NH 3 ) 6 ] [Cr (CN) 6 ] y [Cr (NH 3 ) 6 ] [Co (CN) 6 ]

d) Isomería de enlace : algunos ligandos pueden coordinarse a través de cualquiera de los dos átomos. Estos ligandos se denominan ligandos ambidentados . Por ejemplo, el grupo Nitro puede coordinarse a través de N u O en compuestos de coordinación, y el tiocianato de fenilo puede coordinarse con el metal a través de N o S.


Isomería de enlace
isomería de enlace

2. La estereoisomería se produce cuando los compuestos tienen la misma fórmula empírica y la misma secuencia de enlace átomo a átomo, pero diferente disposición de los átomos en el espacio. La estereoisomería puede ser de dos tipos, isomería geométrica y óptica . Los isómeros geométricos pueden ser isómeros cis (ligandos en el mismo lado) o trans (ligandos transversales). Por ejemplo, [PtCl 2 (NH 3 ) 2 ] puede existir en dos formas isoméricas. La isomería óptica surge cuando un compuesto de coordinación no se puede superponer a su imagen especular.


Complejos cis y transplatino
complejos de platino

Propiedades magnéticas

Dependiendo del número de electrones desapareados en un compuesto de coordinación, un complejo puede ser paramagnético o diamagnético . Teniendo en cuenta los complejos mononucleares, por ejemplo, el ion Ti (III) tiene un electrón d y debe ser (débilmente) paramagnético, independientemente de la geometría o la naturaleza de los ligandos. Fe prefiere existir como Fe 3+ y se sabe que tiene un número de coordinación de seis. Dado que la configuración de Fe 3+ tiene cinco electrones d, esperaríamos ver cinco espines no apareados en complejos con Fe. Esto es cierto para [FeF 6 ] 3- ; sin embargo, [Fe (CN) 6 ] 3-solo tiene un electrón desapareado, lo que lo convierte en un imán más débil. Esta tendencia se puede explicar con base en la serie espectroquímica de los ligandos. Con sede fuera de la serie espectroquímica, esperamos CN – ligando que tiene un campo más fuerte que la de F – ligando. En [FeF 6 ] 3- , Fe 3+ tiene cinco electrones desapareados en cinco orbitales d, pero en presencia de un ligando de campo fuerte como el cianuro, los electrones del metal d se ven obligados a emparejarse; por lo tanto, el Fe 3+ en [Fe (CN) 6 ] 3- tiene cuatro electrones apareados y solo un electrón queda sin aparear. Entonces [FeF 6 ] 3-tiene paramagnetismo de cinco electrones, mientras que [Fe (CN) 6 ] 3- tiene paramagnetismo de un electrón.

Resumen de la lección

Esta lección analizó las reglas principales para nombrar compuestos de coordinación y compuestos de coordinación mononucleares . También discutió los dos tipos de isomería en compuestos de coordinación: isomería constitucional y estereoisomería . La isomería constitucional puede descomponerse en isomería de ionización , isomería de hidrato , isomería de coordinación e isomería de enlace . La estereoisomería es de dos tipos: isomería geométrica e isomería óptica . Isomería geométricaes exhibido por los complejos cis y trans platino. Finalmente, discutió las propiedades magnéticas de los complejos. Los compuestos de coordinación pueden ser paramagnéticos o diamagnéticos , dependiendo de la naturaleza de los ligandos en su esfera de coordinación. Por lo general, los ligandos de campo fuerte producen complejos diamagnéticos de espín bajo o complejos con un número menor de electrones desapareados, y los ligandos de campo débil producen complejos de espín alto.

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