Reacciones en compuestos de coordinación
Intercambio de ligando
Los compuestos de coordinación son iones complejos con un núcleo de iones metálicos (ácido de Lewis) que tienen ligandos (bases de Lewis) unidos a ellos mediante enlaces covalentes coordinados. Estos iones complejos reaccionan en solución mediante reacciones de sustitución o intercambio en las que los ligandos unidos se intercambian con otros ligandos reactivos. Las velocidades asociadas con estas reacciones varían según los tipos de ligandos involucrados y la naturaleza de los iones metálicos.
Sin embargo, debemos tener cuidado de no confundir la estabilidad del ion complejo con su reactividad , ya que un complejo iónico puede ser estable (una constante de formación grande, K f , indica un complejo más estable) pero tener una alta reactividad (tasa de intercambio de ligando rápida ) en determinadas condiciones de reacción y tipos de ligandos.
Estabilidad y reactividad
Como se señaló, la alta estabilidad de un ion complejo no es una indicación de baja reactividad. Tomemos, por ejemplo, el ion complejo tetracianónicoquelato (II) formado a partir de la reacción:
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Este ion complejo de níquel (II) es muy estable, como lo indica su gran K f de 1,2 x 10 31 , pero las pruebas que utilizan iones de cianuro marcados con carbono 14 radiactivo muestran que la tasa de intercambio de ligandos de cianuro con ligandos de cianuro marcados con radiactividad en el El complejo de tetracianónicoquelato (II) es bastante rápido y casi instantáneo una vez agregado a la solución.
Entonces, vemos que la constante de formación no es un buen indicador de reactividad, pero la energía de activación sí lo es. La energía de activación es la cantidad mínima de energía cinética necesaria para que comience una reacción, o la ‘joroba de energía’ que debes superar para que todo funcione. Los complejos con baja energía de activación son más reactivos y, para los complejos de coordinación que tienen una alta reactividad, se denominan complejos lábiles , lo que significa que experimentan reacciones rápidas de intercambio de ligandos en solución.
Este no es siempre el caso. Un ión complejo (compuesto de coordinación) puede tener una estabilidad de baja a moderada (constante de formación de valor bajo a moderado), pero reaccionar muy lentamente (tasa de intercambio de ligando baja). Como ejemplo, el complejo iónico de hexaminocobaltato (III) en solución ácida tiene una constante de formación de 1 x 10 20 (mucho menor que el complejo de tetracianónico quelato (II)) y se considera termodinámicamente inestable, pero la reacción de intercambio de ligando con ligandos de agua hacer un complejo iónico de hexaquocobaltato (III) en una solución ácida (ver la ecuación de reacción a continuación) es bastante lento y puede tardar varios días en alcanzar el equilibrio.
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Esta lenta velocidad de reacción indica una alta energía de activación que conduce a una baja reactividad. Estos iones complejos de baja reactividad (compuestos de coordinación) se denominan complejos inertes . De nuevo, la estabilidad de un ion complejo (compuesto de coordinación) NO ES un indicador de la reactividad de los complejos.
Resumen de la lección
Los compuestos de coordinación son iones complejos con un núcleo de iones metálicos (ácido de Lewis) y tienen ligandos (bases de Lewis) unidos a ellos mediante enlaces covalentes coordinados. Estos iones complejos reaccionan en solución mediante reacciones de intercambio en las que los ligandos unidos se intercambian con otros ligandos reactivos. La estabilidad del ion complejo como lo indica su constante de formación (más grande significa más estable) no es un indicador de su reactividad (tasa de intercambio de ligando), que se mide mejor por la energía de activación (la energía cinética mínima para iniciar una reacción) para la reacción de intercambio de ligando. Los complejos que son muy reactivos se denominan complejos lábiles., mientras que los que son poco reactivos se denominan complejos inertes .
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