Teoría del campo cristalino. Fue propuesta por primera vez en 1929 por Hans Bethe y John H. van Vleck Tal como se desarrolló originalmente, la teoría.

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1 Teoría del campo cristalino

2 Fue propuesta por primera vez en 1929 por Hans Bethe y John H. van Vleck Tal como se desarrolló originalmente, la teoría del campo cristalino se usó para describir la estructura electrónica de los iones metálicos en los cristales Hans Bethe, 1967 John van Vleck, 1977 Las energías de los orbitales de los iones metálicos se dividen por el campo electrostático y se pueden estimar valores para estas energías. No se intentó tratar el enlace covalente, porque los cristales iónicos no lo requerían.

3 Orbitales “d” Es la interacción de los orbitales “d” del metal de transición con los grupos ligantes lo que produce los efectos del campo cristalino.

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5 Campo octaédrico

6 Campo tetraédrico

7 Campo débil y campo fuerte Alto spin= Campo débil Bajo spin= Campo fuerte

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9 Factores que afecta la magnitud de energía de diferencia del campo octaédrico (10 Dq)

10 [Ru(H 2 O) 6 ] 2+ (Δo=19800 cm -1 ) [Ru(H 2 O) 6 ] 3+ (Δo=28600 cm -1 ) [Co(H 2 O) 6 ] 2+ (Δo=9200 cm -1 ) [Co(H 2 O) 6 ] 3+ (Δo= 20760 cm -1 ) A mayor número de oxidación, mayor 10Dq Co+2 Co3+ La magnitud de Δ se incrementa al aumentar la carga iónica del metal central. Número de oxidación del metal:

11 [Co(NH 3 ) 4 ] 2+ (Δt = 5900 cm -1 ) [Co(NH 3 ) 6 ] 2+ (Δo= 22870 cm -1 ) 2+ El número de ligantes y la geometría: Δ de un complejo tetraédrico es aproximadamente 50% menor que el de un complejo octaédrico.

12 Generalmente, se presentan diferencias significativas en los elementos de un mismo grupo en donde la tendencia observada en el incremento de Δ es 3d< 4d < 5d Naturaleza del ion metálico: Volumen

13 Al pasar de Cr a Mo o de Co a Rh, el valor de Δo se incrementa casi 50%, de manera similar al pasar de Rh a Ir el incremento observado es de 25% Esta tendencia muestra que los complejos de la segunda y tercera series de transición, generan complejos campo fuerte mucho más que los de la primera, es decir sus orbitales se desdoblan mucho más que los de la primera serie. Naturaleza del ion metálico: 3d 4d 5d

14 Basados en datos espectroscópicos de miles y miles de compuestos de coordinación, es posible ordenar a los ligantes en orden ascendente de la fuerza del campo que producen en lo que se ha llamado serie espectroquímica. Naturaleza de los ligantes: Se ha observado sistemáticamente, que el valor de Δ cambia al cambiar el átomo donador: LIGANTE

15 Serie espectroquímica: Para iones metálicos: Mn 2+ < Ni 2+ < Co 2+ < Fe 2+ < V 2+ < Fe 3+ < Co 3+ < Mn 4+ < Mo 3+ < Rh 3+ < Ru 3+ < Pd 4+ < Ir 3+ < Pt 4+ Naturaleza de los ligantes:

16 Aplicaciones de la TCC: NATURALEZA DE LOS LIGANTES

17 Que efectos en los orbitales hay cuando se consideran las interacciones metal-ligante La teoría del campo cristalino suponme que la única interacción entre el ion metálico y los ligandos es de tipo electrostático o iónico y los ligandos se consideran como cargas puntuales negativas infinitamente pequeñas. Se tiene en cuenta la estructura electrónica detallada del átomo central, pero los ligantes se consideran como fuentes “sin estructura” de un campo electrostático.

18 Referencias Basolo F. & Johnson R., (1967). Química de los compuestos de coordinación. Barcelona; Editorial Reverté. Canham, G., García, R., García, H. & Garcés, S. (2000). Química inorgánica descriptiva. México: Pearson Educación Huheey, J., Keiter, E., Keiter, R. & Ortega, M. (1997). Química inorgánica : principios de estructura y reactividad. México: Oxford University Press Harla.