Los colores que se asocian con la química no sólo son hermosos, sino que son informativos y proporcionan percepcionesde la estructura y enlaces de la materia. Un materia. grupo importante de compuestos coloridos lo constituyen los de los metales de transición. transición. Algunas de estas sustancias se usan en pigmentos para pintura; otros pintura; producen los colores del vidrio y las piedras preciosas. preciosas. ¿Por qué tienen color estas sustancias, y por qué cambian estos colores cuando lo hacen los iones o moléculas unidas al metal? Hemos visto que los iones metálicos pueden funcionar como ácidos de Lewis y formar enlaces covalentes con diversas moléulas y iones que actúan como bases de Lewis Los compuestos metálicos de este tipo se llaman compuestos de coordinación.ya que los metales de transición forman compuestos de coordinación con facilidad. que son conjuntos de un ion metálico central unido a un grupo de moléculas o iones que lo rodean. se llaman complejos metálicos o sencillamente complejos . Aunque los metales de transición sobresalen en la formación de compuestos de coordinación .1. Estructura de los complejos Las especies como el ion [Ag(NH3)2]+. se le designa en general como un ion complejo Los compuestos que contienen complejos se conocen como compuestos de coordinación. Si el complejo tiene una carga eléctrica neta. Los ligandos son normalmente aniones o moléculas polares. tienen al menos un par no compartido de electrones de valencia .Las moléculas o iones que rodean el ion metálico en un complejo se conocen como agentes acomplejantes o ligandos (de la palabra latina ligare. que significa ³unir´). Por ejemplo. hay dos ligandos NH3 unidos a la Ag+ en el ion [Ag(NH3)2]+. además. pueden actuar como ácidos de Lewis (aceptores de pares de electrones). se dice que los ligandos se coordinan al metal. El metal central y los ligandosunidos a él constituyen la esfera de coordinación del complejo . Al formar un complejo. pueden actuar como bases de Lewis (donadores de pares de electrones).Puesto que los iones metálicos (en particular los iones de metales de transición) tienen orbitales de valencia vacíos. Podemos visualizar el enlace entre el ion metálico y el ligando como el resultado de compartir un par de electrones que estaba inicialmente en el ligando. Debido a que los ligandos tienen pares de electrones no compartidos. usamos paréntesis rectangulares para separar los grupos que están dentro de la esfera de coordinación de otras partes del compuesto. la fórmula [Cu(NH3)4]SO4 representa un compuesto que contiene el catión [Cu(NH3)4]2+ y el anión SO42- Los cuatro ligandos NH3 del catión complejo están unidos directamente al Ion cobre(II) y se encuentran en la esfera de coordinación del cobre.Al escribir la fórmula química de un compuesto de coordinación. . Por ejemplo. Asi pues. Un complejo metálico es una especie química definida con propiedades físicas y químicas características. sus propiedades son diferentes de las del Ion metálico o de los ligandos que lo constituyen. como su facilidad de oxidación o de reducci6n.Por ejemplo.Cuando hablamos de formaci6n de complejos en soluciones acuosas. La formación de complejos también puede modificar dramáticamente otras propiedades de los lones metálicos. .y CN reemplazan moléculas de agua en la esfera de coordinación del ion metálico. en realidad estamos considerando reacciones en las cuales ligandos como SCN. elFe3+(ac) consiste principalmente en [Fe(H2O)6]3+. Asi.no se reduce con tanta facilidad porque la coordinación con los iones CN estabiliza la plata en el estado de oxi dación +1: [Ag(CN)2] -(ac) + e-®Ag(s) + 2CN(ac) Eº = -0. el ion Ag+ se reduce fácilmente en agua: Ag+(ac) + e-®Ag(s) Eº = +0. los complejos pueden ser de un color muy distinto del de los iones metálicos y los ligandos que lo componen. Por ejemplo. los iones metálicos hidratados son iones complejos en los cuales el ligando es agua. el ion [Ag(CN)2].799 V En cambio.31 V Desde luego. Podemos usar entonces la carga del ion complejo para deducir el número de oxidación del cobre. el ion complejo debe tener una carga de 2+. número de coordinación y geometría La carga de un complejo es la suma de las cargas del metal central y de los ligandos que lo rodean. [Cu(NH3)4]2+. Puesto que el compuesto es neutro. En el [Cu(NH3)4]SO4 podemos deducir la carga del complejo si reconocemos en primer término que SO4representa el ion sulfato y tiene por tanto una carga de 2-. el número de oxidación del cobre debe ser +2: Ejercicio: ¿Cuál es el número de oxidación del metal central en el [Co(NH3)5Cl](NO3)2? .2. Puesto que los ligandos NH3 son neutros. Carga. . Ejercicio Dado un complejo que contiene un cromo(III) unido a cuatro moléculas de agua y dos iones cloruro. escreba su fórmula.SOLUCIÓN : El grupo NO3 es el anión nitrato y su carga es 1-. x. debe ser por tanto +3. NO3 Los ligandos NH3 son neutros. el Cl es un ion cloruro y su carga es por tanto 1-. La suma de todas las cargas debe ser cero: X + 5(0) + (-1) + 2(-1) = 0 [Co (NH3)5 Cl] (NO3)2 El número de oxidación del cobalto. el agua es neutra y el cloruro tiene una carga de -1: +3 + 4(0) + 2(-1) = +1 Cr (H2O)4 Cl2 Por tanto. [Cr(H2O)4Cl2]+.e . la carga del ion es 1+.SOLUCIÓN El metal tiene un número de oxidación de +3. Por ejemplo. Los números de coordinación más comunes son 4 y 6. en el [Cr(H2O)4Cl2]+. el número de coordinación del cromo(III) y del cobalto(III) es invariablemente 6. el nitrógeno es el átomo donador en el complejo [Ag(NH3)2]. Por ejemplo. y el del platino(II) es siempre 4.e Algunos iones metálicos exhiben números de coordinación constantes. Sin embargo. El número de átomos donadores unidos a un metal se conoce como el número de coordinación del metal. el cromo tiene un número de coordinación de 6. la plata tiene un número de coordinación de 2.El átomo del ligando que está unido directamente al metal es el átomo donador. . En el [Ag(NH3)2]+. los números de coordinación de casi todos los iones metálicos varían con el ligando. El número de coordinación de un ion metálico suele estar influido por el tamaño relativo del ion metálico y de los ligandos que lo rodean. . Esto ayuda a explicar por qué el hierro(III) es capaz de coordinarse a seis fluoruros en el [FeF6]3-. se pueden coordinar seis moléculas neutras de amoniaco al níquel(II) para formar [Ni(NH3)6]2+. en cambio. sólo se coordinan cuatro iones cianuro con carga negativa para formar [Ni(CN)4]2-. Los ligandos que transfieren una carga negativa considerable al metal también producen números de coordinación más bajos. pero se coordina a sólo cuatro cloruros en el [FeCl4]-. son menos los que se pueden coordinar con el ion metálico. Por ejemplo. A medida que los ligandos se hacen más grandes. Debido a que parecen sujetar el metal entre dos o más átomos donadores. los ligandos polidentados también se conocen como agentes quelantes (de la palabra griega chele. ³garra´). que significa ³un diente´). Ciertos ligandos tienen dos o más átomos donadores que se pueden coordinar simultáneamente a un ion metálico. . como el NH3 se llaman ligandos monodentados (del latín. Estos ligandos poseen un solo átomo donador y pueden ocupar un solo sitio de una esfera de coordinación. A éstos se les llama ligandos polidentados (ligandos ³con muchos dientes´).Los ligandos de los que hemos hablado hasta aquí. por lo que ocupan dos o más sitios de coordinación. tiene dos átomos de nitrógeno que tienen pares de electrones no compartidos. . que contiene tres ligandos de etilendiamina en la esfera octaédrica de coordinación del cobalto(III). seria En general. El hecho de que las constantes de formación para ligandos polidentados sean en general más grandes en comparación con las de los ligandos monodentados correspondientes se conoce como efecto quelato.Un ligando de este tipo es la etilendiamina: Este ligando. El ion [Co(en)3]3+. Estos átomos donadores están lo suficientemente alejados uno de otro como para que el ligando pueda envolver al ion metálico y los dos átomos de nitrógeno coordinarse simultáneamente con el metal en posiciones adyacentes. los agentes quelantes forman complejos más estables que los ligandos monodentados afines. que se abrevia ³en´. (La palabra secuestrar significa quitar.) Los fosfatos como el tripolifosfato de sodio. que se muestra en seguida. con frecuencia un ion metálico que interfiere con un análisis químico se puede convertir en un complejo y eliminar de esta manera su interferencia. Por ejemplo. se emplean para complejar o secuestrar iones metálicos en aguas duras para que estos iones no puedan interferir con la acción del jabón o los detergentes .Los agentes quelantes se suelen emplear para impedir una o más de las reacciones ordinarias de un ion metálico sin retirarlo realmente de la solución. el agente quelante oculta el ion metálico. apartar o separar. Por esta razón. En cierto sentido. los científicos se refieren a veces a estos ligandos como agentes secuestrantes. Los agentes quelantes también son muy comunes en la naturaleza. El EDTA forma un quelato con el plomo. Se usan agentes quelantes en medicina para eliminar iones metálicos como Hg2+.Los agentes quelantes como el EDTA se emplean en productos de consumo. lo cual permite la eliminación del metal en la orina. Pb2+ y Cd2+. Los musgos y líquenes secretan agentes quelantes para capturar iones metálicos de las rocas en las que habitan. para formar complejos con iones metálicos presentes en muy pequeñas cantidades y que catalizan reacciones de descomposición. Un método para tratar el envenenamiento por plomo consiste en administrar Na2[Ca(EDTA)]. que son perjudiciales para la salud. entre ellos muchos alimentos preparados como aderezos para ensaladas y postres congelados. . el NH4[Cr(NH3)2(NCS)4] se conoce como sal de Reinecke. los químicos comenzaron a darles nombres con base en su color. se conocía como cloruro purpurocobáltico. Consideremos dos ejemplos: . Nomenclatura Cuando se descubrieron los primeros complejos y se conocían pocos de ellos. por su color púrpura. A medida que el número de complejos conocidos crecía. fue posible darles nombre de manera más sistemática. se les dio nombre de acuerdo con el químico que los preparó originalmente. por ejemplo. el [Co(NH3)5Cl]Cl2. Algunos de estos nombres persisten todavía. Por ejempío. cuya fórmula se escribía entonces como CoCl3x5NH3.3. Una vez que se entendieron más cabalmente las estructuras de los complejos. . Las reglas de nomenclatura son las siguientes: 1. Por tanto. . se da primero el nombre del anión y luego el nombre del catión. Dentro de un ion o molécula complejos. independientemente de la carga del ligando. Los prefijos que indican el número de ligandos no se consideran como parte del nombre del ligando para determinar el orden alfabético. que al escribir la fórmula el metal se pone en primer término. en el [Co(NH3)5Cl]Cl2 se nombra primero el Cl. después el cloruro y luego el metal: pentaaminoclorocobalto(III). Observe.y luego el. en el ion [Co(NH3)5Cl]2+ designamos primero los ligandos de amoniaco. Así. Para nombrar las sales. [Co(NH3)5Cl]2+ 2. sin embargo. los ligandos se nombran antes que el metal. Los ligandos se enuncian en orden alfabético. en tanto que los neutros llevan ordinariamente el nombre de la molécula.y hexa-) para indicar el número de cada tipo de ligando cuando hay más de uno. tetrakis -. En el compuesto [Co(NH3)5Cl]Cl2 los términos cloro y amino se debe emplear un prefijo griego (por ejemplo. 4. en el nombre del [Co(NH3)5Cl]2+ se usa pentaamino. Por consiguiente. el nombre del ligando se encierra entre paréntesis y se utilizan prefijos alternos (bis-. di-. Por ejemplo. el nombre del [Co(en)3]Cl3 es cloruro de tris(etilendiamino)cobalto(IIl). pentakis. tri-. El sufijo -ato se suele agregar a la raíz latina.Si el complejo es un anión.o tri-. el nombre termina en -ato. Se dan nombres especiales al H2O (acuo) y al NH3 (amino). como en este ejemplo. en el K4[Fe(CN)6] el anión se designa como ion hexacianoferrato(II). como mono-. .y hexakis-). penta.3. tris-. Si el nombre del ligando mismo contiene un prefijo griego. Por ejemplo. Los nombres de los ligandos aniónicos terminan en la letra o. que indica cinco ligandos NH3. di. tetra-. H2O Acuo . a continuación del nombre del metal. N3 .5. ClCloro Cianuro. CO3 2Carbonato Oxalato. C5H5N Piridino Agua. NH3 Amino Etilendiamina.Azido Bromuro. Br Bromo Cloruro. C2O42Oxalato Amoniaco. el número romano III se usa para indicar el estado de oxidación + 3 del cobalto en el [Co(NH3)5Cl]2+. en Etilendiamino Piridina. Algunos ligandos comunes Ligando Nombre del ligando Azida. Por ejemplo. El número de oxidación del metal se da entre paréntesis en números romanos. CNCiano Hidróxido. OHHidroxo Carbonato. [Fe(CN)6]3 k.Indique el número de coordinación en tomo al metal y el número de oxidación del metal en cada uno de los complejos siguientes: a. K3[V(C2O4)3] f. K3[Au(CN)4] h. [Cr(en)2F2]NO3 .. [Pd(NH3)2Br2] i. [Fe(H2O)5SCN]2+ j.1. [Co(NH3)4Cl2]Cl d. K2[MoOCl4] c. Na2[CdCl 4] b. K[Co(C2O4)2(NH3)2] l. [Zn(en)2]Br2 g. [Ni(CN)5]3e. K3[Fe(C2O4)3] e. K[Ag(CN)2] c. nitrato de hexaaminocromo(III) b.. [Ni(H2O)6]Br2 b.Proporcione el nombre de cada uno de los complejos siguientes: a.. Escriba la fórmula de cada uno de los compuestos siguientes. [Cr(NH3)4Cl2]ClO4 d.2. sulfato de pentaacuobromomanganeso(III) . Tetrayodomercurato(II) de bis(etilendiamíno)cinc(II) f. sin olvidar el uso de paréntesis cuadrados para indicar la esfera de coordinación: a.. sulfato de hexaaminocarbonatocobalto(III) c. bromuro de diclorobis(etilendiamino)platino(IV) d. diacuatetrabromovanadato(III) de potasio e. [Co(en)(NH3)2Br2]Cl 3.
Report "Los colores que se asocian con la química 2003"