Décimo octava sesión Teoría del Orbital Molecular (2) Enlace covalente coordinado

Moléculas diatómicas homonucleares 100% Covalente 2

Moléculas diatómicas heteronucleares Polar o iónico 3

Monóxido de carbono (CO) 6C: 1s2 2s2 2p2 8O: 1s2 2s2 2p4 (1s)2 (1s*)2 (2s)2 (2s*)2 (2p)2 (2px)2 (2py)2 Orden de unión = 3 4

(1s)2 (1s*)2 (2s)2 (2s*)2 (2p)2 (2px)2 (2py)2 (2px*)1 NO 7N: 1s2 2s2 2p3 8O: 1s2 2s2 2p4 (1s)2 (1s*)2 (2s)2 (2s*)2 (2p)2 (2px)2 (2py)2 (2px*)1 Orden de unión = 2.5 5

NO+ y CN- 6C: 1s2 2s2 2p2 7N: 1s2 2s2 2p3 8O: 1s2 2s2 2p4 NO+ y CN- son especies isoelectrónicas al CO 6

HF 7

HCl 8

Tarea 43 Calcular el orden de enlace de las siguientes moléculas: B2, C2, O2, CO, NO 9

Tarea 44 ¿Cuáles de las siguientes moléculas son paramagnéticas y cuáles diamagnéticas? Explicar. B2, C2, O2, CO, NO 10

Tarea 45 Compare las energías de enlace de las siguientes especies químicas: O2, O2-, O2+ N2, N2-, N2+ 11

Moléculas poliatómicas 12

BeH2 13

H2O 14

CO2 15

CH4 16

Enlace covalente coordinado

Enlace covalente coordinado El enlace covalente coordinado es una forma de compartir electrones en la que uno de los átomos que participa en el enlace dona un par de electrones y el otro los acepta en un orbital vacío. H3N:BF3 Los compuestos resultantes se llaman aductos: H3NBF3 18

Formación del H3NBF3 BF3 19

Ácidos y bases de Lewis Las especies químicas que tienen pares de electrones sin compartir se conocen como Bases de Lewis. Ejemplos de bases de Lewis son: :NH3, :NO2, H2O 20

Ácidos y bases de Lewis (2) Las especies químicas que tienen orbitales vacíos para aceptar pares de electrones se denominan Ácidos de Lewis. Los metales de transición son ejemplos de ácidos de Lewis por tener orbitales vacíos en su capa de valencia. 21

Compuestos de coordinación Un compuesto de coordinación (antiguamente se les llamaba complejos) es un metal rodeado por moléculas o iones llamados ligantes. Los ligantes son bases de Lewis y tienen al menos un par de electrones sin compartir. 22

Compuestos de coordinación (2) Se llaman compuestos de coordinación porque los enlaces entre el metal y los ligantes son enlaces covalentes coordinados. Al metal y los ligantes que lo rodean se les llama esfera de coordinación. 23

Compuestos de coordinación (3) Cuando se escribe la fórmula química del compuesto de coordinación, la esfera de coordinación se pone dentro de paréntesis cuadrados para distinguirla de otras partes del compuesto. 24

Compuestos de coordinación (4) Ejemplo: [Cu (NH3)4]SO4 [Cu (NH3)4] es el catión. SO4 es el anión. Cuatro ligantes “amino” (neutros) rodean al Cu. Así que el estado de oxidación del cobre es 2: Cu (II). 25

Átomo donador El átomo donador es el que está directamente ligado al metal central. En el caso del :NH3 es el Nitrógeno. 26

Número de coordinación El numero de coordinación es el número de átomos donadores directamente ligados al átomo central. Así, en el [Cu (NH3)4], el número de coordinación es cuatro y en el [Co (NH3)4Cl2] es seis (4 N y 2 Cl) 27

Ligantes monodentados Donan un solo par de electrones. La mayoría de los ligantes monodentados son neutros o aniónicos. 28

Algunos ligantes monodentados neutros Fórmula Nombre como ligante H2O Aquo NH3 Amín CO Carbonil NO Nitrosil CH3NH2 Metilamina C5H5N Piridina 29

Algunos ligantes monodentados aniónicos Fórmula Nombre como ligante F- Fluoro Cl- Cloro Br- Bromo I- Iodo OH- Hidroxo CN- Ciano 30

Algunos ligantes monodentados aniónicos (2) Fórmula Nombre como ligante SO42- Sulfato S2O32- Tiosulfato NO2- Nitrito-N- O-N-O- Nitrito-O- SCN- Tiociano-S- NCS- Tiociano-N- 31

Ligantes bidentados Dos posiciones de coordinación. Etilendiamina 32

Ligantes multidentados Mas de dos posiciones de coordinación EDTA4-. Seis posiciones de coordinación 33

Algunas reglas de nomenclatura de los compuestos de coordinación 34

Nomenclatura (1) Cuando se nombran sales, primero se da el nombre del anión y luego el del catión. [Cu (NH3)4]SO4 Sulfato de … tetramín cobre(II) 35

Nomenclatura (2) Los ligantes se nombran antes que el metal. [Cu (NH3)4]2+ Ión tetramin cobre(II) 36

Nomenclatura (3) Los ligantes se listan en orden alfabético, los prefijos no se toman en cuenta para determinar este orden. [Co (NH3)4 Cl2] Cl Cloruro de tetramindicloro cobalto(III) 37

Nomenclatura (4) Si el compuesto no es iónico, su nombre se escribe con una sola palabra. Co (NH3)3(NO2)3] Triamintrinitrocobalto(III) 38

Nomenclatura (5) Los ligantes neutros reciben nombres que concuerdan con los de las moléculas respectivas. Aquo: H2O Amín: NH3 Etilendiamin: NH2CH2CH2NH2 39

Nomenclatura (6) Los ligantes negativos se hacen terminar en la letra “o”. Fluoro: F- Ciano: CN- 40

Nomenclatura (7) Los ligantes positivos (que son muy poco comunes) se hacen terminar en las letras “io”. Hidrazonio: NH2NH3+ 41

Nomenclatura (8) Se usan los prefijos di-, tri-, tetra-, etc., antes de los nombres de los ligantes simples tales como bromo, nitro y amín. [PtCl(NO2)2(NH3)3](SO4)2 Sulfato de triamínclorodinitro platino(IV) 42

Nomenclatura (9) Los prefijos bis-, tris-, tetraquis-, pentaquis-, hexaquis-, etc., se usan antes de nombres que ya llevan otros prefijos como etilendiamina y trialquilfosfina. [CoCl2(en)2]SO4 Sulfato de diclorobis(etilendiamina) cobalto(III) 43

Nomenclatura (10) Los nombres de los compuestos de coordinación aniónicos terminan en “ato” y en “ico” si se les nombra como ácidos. Ca2[Fe(CN)6] Hexacianoferrato(II) de calcio H4[Fe(CN)6] Ácido hexacianoférrico 44

Nomenclatura (11) El estado de oxidación del átomo central se designa con un número romano entre paréntesis que sigue al final del nombre del compuesto sin dejar espacio. Para estados de oxidación negativos se coloca el signo – delante del número romano y se usa 0 para indicar el estado de oxidación cero. 45

Nomenclatura (12) NaCo(CO)4] Tetracarbonilcobaltato(-I) de sodio K4Ni(CN)4] Tetracianoniquelato (0) de potasio 46

Nomenclatura (13) Cuando sea necesario, se puede designar el átomo de enlace de un ligante colocando el símbolo del elemento que está directamente unido, después del nombre del grupo (en letras cursivas), separada por un guión. 47

Nomenclatura (14) (NH4)3[Cr(NCS)6] Hexatiocianato-N-cromato(III) de amonio (NH4)2[Pt(SCN)6] Hexatiocianato-S-platinato(IV) de amonio. 48

Nomenclatura (15) A los isómeros geométricos se les da nombre utilizando los términos cis que designa posiciones adyacentes y trans posiciones opuestas. Ión cis-tetraamínbromonitro rodio(III) 49

Nomenclatura (17) Para los isómeros ópticos se utilizan las convenciones de dextrógiro y levógiro: (+)K3[Ir(C2O4)3] (+)Trisoxalatoiridato(III) de potasio (-)[Cr(en)3]Cl3 Cloruro de (-)tris(etilendiamina)cromo(III) 50

Isomería de compuestos de coordinación 51

Isomería conformacional Dos substancias con la misma fórmula, pero diferente esteroquímica. 52

Isomería conformacional (2) ML4 Cuadrada - tetraédrica M L L M L L L 53

Isomería conformacional (3) ML5 Bipirámide triangular – pirámide cuadrada 54

Isomería conformacional (4) ML6 Octaedro – prisma triangular 55

Isomería Geométrica Cis – trans MX2Y2 Cuadrada (no se da en tetraédrica). Cis Trans 56

Isomería Geométrica (2) Y Y X X Trans Cis M X M X X Y Y X MX3Y2 Bipirámide triangular 57

Isomería Geométrica (3) X X X X Trans Cis M M Y Y Y X X Y MX3Y2 Pirámide cuadrangular 58

Isomería Geométrica (4) Y Y Y X X M X M Fac Mer Y Y X X X Y MX3Y3 Octaedro Fac – Mer Facial por estar los tres ligantes en la misma cara del octaedro. 59

Isomería Geométrica (5) Y Y X X X X M M Y X Trans Cis X X Y X MX4Y2 Octaedro 60

Isomería Geométrica (6) 61

Isomería Geométrica (7) 62

Isomería Geométrica (8) Y Y X X X X M M Trans X Y Cis X X Y X MX4Y2 Octaedro 63

Isomería Geométrica (9) 64

Isomería Geométrica (10) 65

Isomería Geométrica (11) 66