Enlace covalente coordinado: definición y ejemplos

Enlace covalente coordinado

Algunos de los procesos más críticos de la vida pueden atribuirse a los enlaces covalentes coordinados y los compuestos de coordinación que los contienen. Por ejemplo, el oxígeno se distribuye por todo nuestro cuerpo a través del grupo hemo, un compuesto de coordinación que contiene hierro presente en las células sanguíneas.

Antes de sumergirnos en el mundo de los compuestos de coordinación y los enlaces covalentes coordinados, repasemos los compuestos iónicos. Los compuestos iónicos están compuestos de uno o más cationes (iones positivos) y uno o más aniones (iones negativos) que están unidos entre sí porque tienen carga opuesta. Las cargas positivas y negativas se equilibran entre sí de modo que la carga total del compuesto sea cero.

Los compuestos de coordinación son como compuestos iónicos un poco más complicados. En un compuesto de coordinación , uno de los iones tiene que ser un ion complejo. Por lo general, es bastante fácil identificar qué ion es el ion complejo porque ¡parece complejo! Aquí hay dos iones que se unen para formar un compuesto de coordinación. ¿Cuál es el ion complejo?

[Pt (NH 3 ) 3 Br] +

Cl-

Si notó que el primer ion es mucho más complicado que el ion cloruro simple, ¡buen trabajo! Tus observaciones te han ayudado a identificar correctamente un ion complejo. Intente nuevamente identificar el ion complejo:

3K +

[CoF 6 ] 3-

Esta vez, el segundo ion que se muestra es más complejo.

Un ion complejo está formado por dos cosas, un ion metálico y compuestos llamados ligandos. Los ligandos son moléculas o iones neutrales que contienen pares de electrones solitarios que pueden unirse al ion metálico. Los ligandos comunes son amoníaco (NH 3 ), agua (H 2 O) e iones haluro (Cl-, Br-).

Los ligandos se consideran bases de Lewis porque comparten sus pares de electrones con el ion metálico. Como recordará, los iones metálicos siempre son positivos, por lo que son bastante atractivos para los pares de electrones solitarios. El enlace resultante entre el ión metálico y los ligandos se conoce como enlaces covalentes coordinados .

Enlace covalente coordinado (mostrado en rojo) entre el ión de metal platino y el par solitario en nitrógeno en NH
3 .

En esta imagen, se muestra un enlace covalente coordinado en rojo entre el ión de metal platino y el par solitario en nitrógeno NH 3 . Observe que en los ejemplos anteriores, ambos iones complejos contienen iones metálicos y varios ligandos. No todos los ligandos tienen que ser iguales. En el primer ejemplo, [Pt (NH 3 ) 3 Br] +, hay tres ligandos de amoniaco, NH 3 , y un ligando de iones bromuro. Cada ligando ha formado un enlace con el ión platino para un total de cuatro enlaces covalentes coordinados. En el segundo ejemplo [CoF 6 )] 3- , hay seis ligandos de fluoruro, cada uno formando enlaces covalentes coordinados con el ion cobalto para un total de seis enlaces.

Como habrás observado, los iones complejos pueden ser positivos o negativos. Al igual que los compuestos iónicos más simples, los iones complejos se unirán con iones de carga opuesta llamados contraiones , formando un compuesto neutro. Un compuesto de coordinación completo se escribe con el ion complejo entre paréntesis y los contraiones fuera de los paréntesis. No debería haber ningún cargo en el compuesto porque es neutral.

Aquí están los mismos ejemplos escritos como compuestos completos:

[Pt (NH 3 ) 3 Br] Cl

K 3 [CoF 6 ]

Números de coordinación y oxidación

Los compuestos de coordinación existen porque algunos metales pueden hacer cosas extrañas con sus electrones. Algunos elementos, como los metales alcalinos en la columna uno, son capaces de unirse solo con su conjunto más externo de electrones, conocidos como electrones de valencia, por lo que están limitados en la cantidad de enlaces que pueden formar. Sin embargo, otros metales no lo son. Se cree que algunos metales, como los metales de transición , tienen dos conjuntos de electrones que pueden participar en el enlace, electrones de valencia primarios y electrones de valencia secundarios.

Los electrones de valencia secundarios están involucrados en la formación de enlaces covalentes de coordinación, o enlaces entre el ión metálico y los ligandos. El número de enlaces que un metal es capaz de formar se conoce como número de coordinación . Los metales pueden tener múltiples números de coordinación. Seis y cuatro son los números de coordinación más comunes.

Ion de metal	Números de coordinación
Cu +	2, 4
Ag +	2
Mn 2+	4, 6
Co 2+	4, 6
Zn 2+	4, 6
Sc 3+	6
Cr 3+	6
Co 3+	6

Desafortunadamente, no hay una manera fácil de predecir el número de coordinación de un metal de transición. Se puede deducir fácilmente dada la fórmula de un ion complejo o compuesto de coordinación.

Los electrones de valencia primarios participan en la formación de enlaces iónicos con los contraiones. La carga del metal de transición dentro del ion complejo se conoce como número de oxidación . El número de oxidación del metal de transición se puede determinar encontrando primero la carga del ion complejo y luego considerando las cargas de los iones que también sean ligandos.

La carga total de los contraiones debe ser igual y opuesta a la carga del ion complejo.

Deconstruyendo compuestos de coordinación

Analicemos dos compuestos de coordinación y determinemos el ion complejo, los contraiones, los ligandos, el ion de metal de transición, el número de coordinación, el número de enlaces covalentes coordinados y el número de oxidación.

El primer ejemplo: [Co (NH 3 ) 5 Cl] Cl 2

Trabaja de afuera hacia adentro y comienza con los contraiones. Los iones contrarios están en el exterior de los soportes. En este caso, hay dos iones Cl- debido al subíndice 2 después del Cl, y que la carga de cada ion es -1 porque el Cl es un haluro y siempre forma iones -1.

El ion complejo se ve así: [Co (NH 3 ) 5 Cl] 2+ . La carga del ion complejo es 2+ porque había dos iones Cl- contrarrestando su carga.

Hay seis ligandos presentes, cinco moléculas de amoníaco y un ion Cl-. Por lo tanto, el número de coordinación es seis y hay seis enlaces covalentes coordinados. El metal de transición , que siempre aparece en primer lugar, tiene este aspecto: Co 3+ y, por lo tanto, el número de oxidación es 3+. Esto se debe a que la carga neta del ion complejo es 2+. Dentro del ion complejo hay un ion cloruro con una carga de -1. Si se considera que la presencia del ion negativo disminuiría la carga neta de 3+ a 2+, se puede inferir que la carga en el ion Cobalto es 3+.

El segundo ejemplo: [Cr (H 2 O) 5 Br] Br 2

• Los contraiones son 2Br-.
• El ion complejo se ve así: [Cr (H 2 O) 5 Br] 2+.
• Hay seis ligandos, cinco H 2 O y un Br-. El número de coordinación es seis. Hay seis enlaces covalentes coordinados.
• El ion de metal de transición se parece a este Cr 3+ y el número de oxidación es 3+.

Resumen de la lección

Los compuestos de coordinación son compuestos neutros hechos de un ión complejo y contraiones. Los iones complejos contienen un ión de metal de transición cargado positivamente y varios ligandos. Los ligandos son moléculas o iones neutrales con al menos un conjunto de pares solitarios. Se forma un enlace covalente coordinado entre un ión metálico y un ligando. En este enlace, un ligando comparte un solo par de electrones con el ion metálico cargado positivamente. La carga del ion de metal de transición se conoce como número de oxidación . El número de enlaces covalentes coordinados en un ion complejo se conoce como número de coordinación . Y, finalmente, los contraiones suelen ser iones monoatómicos con cargas opuestas al ion complejo.