Enlace covalente coordinado Vigésima sesión Enlace covalente coordinado

Enlace covalente Compartición de pares de electrones. 2

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 3

Formación del H3NBF3 BF3 4

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 5

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. 6

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. 7

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. 8

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. 9

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). 10

Átomo donador El átomo donador es el que está directamente ligado al metal central. En el caso del :NH3 es el Nitrógeno. 11

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) 12

Ligantes monodentados Donan un solo par de electrones. La mayoría de los ligantes monodentados son neutros o aniónicos. 13

Algunos ligantes monodentados neutros Fórmula Nombre como ligante H2O Aquo NH3 Amín CO Carbonil NO Nitrosil CH3NH2 Metilamina C5H5N Piridina 14

Algunos ligantes monodentados aniónicos Fórmula Nombre como ligante F- Fluoro Cl- Cloro Br- Bromo I- Iodo OH- Hidroxo CN- Ciano 15

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- 16

Ligantes bidentados Dos posiciones de coordinación. Etilendiamina 17

Ligantes multidentados Mas de dos posiciones de coordinación EDTA4-. Seis posiciones de coordinación 18

Algunas reglas de nomenclatura de los compuestos de coordinación 19

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) 20

Nomenclatura (2) Los ligantes se nombran antes que el metal. [Cu (NH3)4]2+ Ión tetramin cobre(II) 21

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) 22

Nomenclatura (4) Si el compuesto no es iónico, su nombre se escribe con una sola palabra. Co (NH3)3(NO2)3] Triamintrinitrocobalto(III) 23

Nomenclatura (5) Los ligantes neutros reciben nombres que concuerdan con los de las moléculas respectivas. Aquo: H2O Amín: NH3 Etilendiamin: NH2CH2CH2NH2 24

Nomenclatura (6) Los ligantes negativos se hacen terminar en la letra “o”. Fluoro: F- Ciano: CN- 25

Nomenclatura (7) Los ligantes positivos (que son muy poco comunes) se hacen terminar en las letras “io”. Hidrazonio: NH2NH3+ 26

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) 27

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) 28

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 29

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. 30

Nomenclatura (12) NaCo(CO)4] Tetracarbonilcobaltato(-I) de sodio K4Ni(CN)4] Tetracianoniquelato (0) de potasio 31

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. 32

Nomenclatura (14) (NH4)3[Cr(NCS)6] Hexatiocianato-N-cromato(III) de amonio (NH4)2[Pt(SCN)6] Hexatiocianato-S-platinato(IV) de amonio. 33

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) 34

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) 35

Isomería de compuestos de coordinación 36

Isomería conformacional Dos substancias con la misma fórmula, pero diferente esteroquímica. 37

Isomería conformacional (2) ML4 Cuadrada - tetraédrica M L L M L L L 38

Isomería conformacional (3) ML5 Bipirámide triangular – pirámide cuadrada 39

Isomería conformacional (4) ML6 Octaedro – prisma triangular 40

Isomería Geométrica Cis – trans MX2Y2 Cuadrada (no se da en tetraédrica). Cis Trans 41

Isomería Geométrica (2) Y Y X X Trans Cis M X M X X Y Y X MX3Y2 Bipirámide triangular 42

Isomería Geométrica (3) X X X X Trans Cis M M Y Y Y X X Y MX3Y2 Pirámide cuadrangular 43

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. 44

Isomería Geométrica (5) Y Y X X X X M M Y X Trans Cis X X Y X MX4Y2 Octaedro 45

Isomería Geométrica (6) 46

Isomería Geométrica (7) 47

Isomería Geométrica (8) Y Y X X X X M M Trans X Y Cis X X Y X MX4Y2 Octaedro 48

Isomería Geométrica (9) 49

Isomería Geométrica (10) 50

Isomería Geométrica (11) 51

Isomería de coordinación 52

Isomería de coordinación Co (NH3)6]3+ Cr Cl6]3- Pueden unirse por medio de un enlace iónico Co (NH3)6] Cr Cl6] Hexaclorocromato(III) de hexamincobalto(III) 53

Isomería de coordinación (2) Co (NH3)6] Cr Cl6] Co (NH3)5 Cl] Cr (NH3) Cl5] Co (NH3)4 Cl2] Cr (NH3)2 Cl4] 54

Isomería de ionización 55

Isomería de ionización Co (NH3)5Br]2+ =SO4 Sulfato El sulfato es un buen ligante: Co (NH3)5 SO4]+ -Br Bromuro 56

Isomería de unión 57

Isomería de unión Cr (H2O)5SCN]2+ Cr (H2O)5NCS]2+ Co (NH3)5NO2]2+ Co (NH3)5ONO]2+ 58

Isomería de unión (2) 59

Isomería del ligante 60

Isomería del ligante CH2 – CH – CH3 :NH2 :NH2 CH2 – CH2 – CH2 (1,2) diamino propano CH2 – CH2 – CH2 :NH2 :NH2 (1,3) diamino propano 61

Isomería óptica 62

Isomería óptica Enantiómeros. No se pueden superponer 63

Isomería óptica (2) 64

Isomería óptica (3) 65

Actividad óptica 66

Indique el número de coordinación y el número de oxidación de los siguientes compuestos de coordinación: K4Fe(CN)6] Pd(NH3)2Cl2]  Cr(en)2F2]NO3 67

Dar el nombre de los siguientes compuestos de coordinación K2NiCl4] [Co(NO2)3(NH3)3] [Cr(en)2F2]NO3 68

Escribir la fórmula de las siguientes substancias: Nitrato de hexamin niquel(II) Hexacianoferrato(II) de potasio. Pentacarbonil niquel(0) Triclorotriaminvanadio(III) 69

Teoría de unión valencia 70

Ya vimos Hibridación Geometría sp Lineal sp2 Triangular sp3 Tetraédrica 71

Si intervienen orbitales d Hibridación Geometría sp2d Cuadrada sp2d2 Bipirámide triangular sp3d Pirámide cuadrada 72

Si intervienen orbitales d (2) Hibridación Geometría sp3d2 Octaédrica sp3d3 Bipirámide pentagonal sp3d4 Dodecaédrica 73

Hibridación sp Geometría lineal. Número de coordinación: 2 Ejemplo: AgCl2]- 74

AgCl2]- 47Ag: Kr] 4d105s1 47Ag+: Kr] 4d10 Hibridación del 5s con un 5p 4d10 (sp) (sp) .. 75

AgCl2]- ¿Propiedades magnéticas? Diamagnético 76

77

Hibridación sp 78

Hibridación sp2 Geometría triangular. Número de coordinación: 3 Es un número de coordinación extremadamente raro Ejemplo: Tris(trifenilfosfina)platino(0) Tris(sulfuro de trimetilfosfina) cobre (I) 79

Tris(trifenilfosfina)platino(0) 80

Tris(sulfuro de trimetilfosfina) cobre (I) 81

Hibridación sp2 82

Hibridación sp3 Geometría tetraédrica. Número de coordinación: 4 Ejemplo: Zn(NH3)4]2+ 83

Zn(NH3)4]2+ 30Zn: Ar] 3d104s2 30Zn2+: Ar] 3d10 Hibridación del 4s con tres 4p 4d10 (sp3) (sp3) (sp3) (sp3) sp3 .. 84

Zn(NH3)4]2+ ¿Propiedades magnéticas? Diamagnético 85

86

Hibridación sp2d Geometría cuadrada. Número de coordinación: 4 Ejemplo: PtCl4]2- 87

PtCl4]2- 78Pt: Xe] 5d8 6s2 78Pt2+: Xe] 5d8 6s0 ¿Hibridación? 5d 6s 88

PtCl4]2- ¿Podría ser sp3? ¡El PtCl4]2- es diamagnetico! Por lo tanto, los ligantes deben provocar el apareamiento de los electrones de valencia 6s 6p 89

PtCl4]2- .. .. .. .. dsp2 dsp2 dsp2 dsp2 Pt Cl 90

Otro ejemplo 91