54
1 1 Compuestos de coordinaci de coordinaci ó ó n n (Complejos) Bibliografía: 1.- F. Basolo, R. Johnson, Química de los compuestos de coordinación, Ed Reverté, 1978. L. E. Orgel, Introducción a la química de los metales de transición. Teoría de campo ligando, Ed. Reverté, 1975. C.E. Housecroft y A. G. Sharpe, Química Inorgánica, Ed. Pearson, 2005. F. A. Cotton y G. Wilkinson, Química Inorgánica Avanzada, Ed. Limusa, 1980. G.E. Rodgers, Química Inorgánica, Introducción a la química de coordinación, del estado sólido y descriptiva, Mc Graw Hill, Madrid, 1995. Química Inorgánica, Complejos I, may. 2012 Materiales: Clase 1) Modelos tetra, octa, cuadrado plano, modelos ferroceno, Polarizadores, polarímetro, modelos complejos quirales, Pagina Internet Educaplus. Clase 2) Orbitales d. Clase 4)Complejos para y diamagnéticos, Imán Fte. Tubos con complejos, vasos blancos con cucharita de color. Cubetas de cuarzo.

Complejos 1

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Page 1: Complejos 1

11

Compuestos de coordinacide coordinacióónn(Complejos)

Bibliografía:

1.- F. Basolo, R. Johnson, Química de los compuestos de coordinación, Ed Reverté, 1978.

L. E. Orgel, Introducción a la química de los metales de transición. Teoría de campo ligando, Ed. Reverté, 1975.

C.E. Housecroft y A. G. Sharpe, Química Inorgánica, Ed. Pearson, 2005.

F. A. Cotton y G. Wilkinson, Química Inorgánica Avanzada, Ed. Limusa, 1980.

G.E. Rodgers, Química Inorgánica, Introducción a la química de coordinación, del estado sólido y descriptiva, Mc Graw Hill, Madrid, 1995.

Química Inorgánica, Complejos I, may. 2012

Materiales:Clase 1) Modelos tetra, octa, cuadrado plano, modelos ferroceno, Polarizadores, polarímetro, modelos complejos quirales, Pagina Internet Educaplus. Clase 2) Orbitales d. Clase 4)Complejos para y diamagnéticos, Imán Fte. Tubos con complejos, vasos blancos con cucharita de color. Cubetas de cuarzo.

Page 2: Complejos 1

22

Elementos de transiciElementos de transicióón en la tabla perin en la tabla perióódicadica

Page 3: Complejos 1

33

n+/-

¿Qué es un compuesto de coordinación?

Ión complejo: Átomo o ión central

rodeado de ligandos.

El ligando dona dos electrones a los

orbitales d del metal

Ión metálico

ligandos

Carga del complejo

X-/+n

contraión

L

L

L

L

L

L

Ión complejo

Page 4: Complejos 1

4

El modelo de enlace de Lewis

Ejemplo: [Co(NH3)6]3+

� �

H

N

HH

Co3+ + 66

“ácido de Lewis"

“base de Lewis"

H3N

NH3

NH3

NH3

H3N

NH3

� �

� �

3+

Page 5: Complejos 1

55

� �

NH3

amoniaco

H2Oagua

Ligandos neutros con pares de electrones libres

Los ligandos se unen al metal a través de un átomo donador o donor

C O�

�CO

Monóxido de carbono

Ligandos aniónicos

C NCN-

cianuro�

O HOH-

oxhidrilo

X haluro

NC �

�SSCN-

tiocianato

Page 6: Complejos 1

66

H2N NH2� �

� �

N N� �

� � N N� �

� �Etilendiamina (en)

2,2’-bipiridina (bipy) 1,10-fenantrolina (fen)

-O O

-

OO

acetato

H3C

O

O

Oxalato (Ox)

Los ligandos que se unen al metal a través de más de un átomo donador o donor se denominan ligandos polidentados (bi, tri, tetradentados) o agentes quelantes

Quelato: Complejo formado por ligandos polidentados.

Número de coordinación: Nº de átomos donoresalrededor del metal central.

EDTA

Page 7: Complejos 1

7

Geometrías más comunes en los complejos

Tetraédrica 109o N.C. 4

Plana cuadrada 90o N.C. 4

Bipirámide trigonal 120o + 90o N.C. 5

Pirámide de base cuadrada 90o N.C. 5

Octaédrica 90o N.C. 6

Page 8: Complejos 1

8

[CuCl2]-

[Au(CN)2]-

Geometría lineal

[HgI3]-

Geometría Plana trigonal

180o120o

[CoCl4]2-

[MnO4]-

[NiCl4]2-

Geometría tetraédrica Geometría plano cuadrada

109o90o

[PtCl4]2-

[AuBr4]-

[Ni(CN)4]2-

[Co(CN)4]2-

[Cu(NH3)4]2+

Ejemplos

Page 9: Complejos 1

9

Geometría octaédrica

[Mn(H2O)6]2+

[CrCl6]3-

[Fe(CN)6]3-

Número de coordinación 6

Page 10: Complejos 1

10

Nomenclatura de Complejos• Escritura de fórmulas:

NaCl o ClNa

K2SO4 o SO4K2

Elemento más positivo → más negativo

• Ej: K2[Fe(NH3)2Cl4]

Escritura

Lectura

Page 11: Complejos 1

11

Nombre de los ligantes:

Ligando Nombre Tipo Sitio(s) de

coordinación

Cl- cloro Monodentado Cl

X- (haluro) halo Monodentado X

H2O acuo Monodentado O

NH3 amin o amino Monodentado N

CO carbonil Monodentado C

NO nitrosil Monodentado N

CN- ciano Monodentado C

NO2- nitro-nitrito Monodentado N u O

SCN- tiociano Monodentado S o N

C2O42- oxalato Bidentado 2 O

C2H4(NH2)2 etilendiamina Bidentado 2 N

NH2CH2COO- glicinato Bidentado N y O

C2H4(N(CH2C

OO-)2)2

EDTA Hasta

hexadentado

2 N y 4 O

Page 12: Complejos 1

12

Múltiplos para ligantes: Prefijos: di, tri, tetra, penta.....

Cuando ya se usaron los prefijos anteriores: bis,

tris, tetraquis, etc. Ver Ejs. más adelante

• Nombre del metal:A) Cuando el complejo es catión:

Ej: hierro(II); cobalto(III)

B) Cuando el complejo es anión: terminación: “ato”

Ej. Cobaltato(II), niquelato(II), ferrato(III) (y no hierrato), argentato(para Ag y no platato), platinato.

Estado de oxidación del metal (en números romanos)

Page 13: Complejos 1

13

Ejemplos:• [Ag(NH3)2]Cl Cloruro de diaminplata(I)

• [Fe(H2O)6]Cl3 Cloruro de hexaacuohierro(III)

• K2[CoCl4] Tetraclorocobaltato(II) de potasio

• [Co(NH3)3(NO2)3] Trinitrotriamincobalto(III)

• [Fe(NH3)2(H2O)2(CN)2]NO3 (*) Nitrato de dicianodiacuodiaminohierro(III).

• K3[FeF6] Hexafluorferrato(III) de potasio.

• [Co(en)3]SO4 Sulfato de trisetilendiaminacobalto(II)

• K3[Co(C2O4)3] Trioxalatocobaltato(III) de potasio.

• [Co(NH3)4ONOBr]+ (*) bromonitritotetraminocobalto(III).

• [Co(NH3)5CO3]Cl Cloruro de carbonatopentaminocobalto(III).

(*) En el caso de dos (o más) ligandos dentro del complejo con la misma carga, estos se ubicarán por órden alfabético en el sentido en que se nombran, es decir ←←←←.

Page 14: Complejos 1

14

IsomeríaDef:• Especies químicas que tienen el mismo número y tipo de átomos

pero diferentes propiedades físicas y/o químicas.• Moléculas o iones que poseen la misma fórmula molecular pero

difieren en su estructura.• Son compuestos que presentan la misma fórmula molecular, pero

propiedades físicas y/o químicas distintas

No confundir con variedades alotrópicas. C(grafito)-C(Diamante)

Ej:

Page 15: Complejos 1

15

Clasificación de isomería en Q. Inorgánica

Isómeros

Estructurales(diferentes enlaces)

Estereoisómeros(mismos enlaces)

�De esfera de coordinaciónEj.[Co(NH3)6] [Cr(C2O4)3] y [Cr(NH3)6] [Co(C2O4)3]

�De ionizaciónEj.: [Cr(H2O)6]Cl3 [Cr(H2O)5Cl]Cl2.H2O

�De enlace: Ej.-NO2 ; NO2-

�geométricos o Cis-trans

�Ópticos

Page 16: Complejos 1

16

Tipos de Isomería

1.- Isómeros Estructurales (diferente enlaces)

• Isómeros De Esfera De Coordinación[Co(NH3)6] [Cr(C2O4)3] y [Cr(NH3)6] [Co(C2O4)3]

Ej:

• De Ionización:

• De Enlace:

Nitro (amarillo) Nitrito (rojo)

Page 17: Complejos 1

17

• De Enlace (Continuación):

Otros Ejemplos: Tiociano -SCN ; Isotiociano: -NCS;

Nitrosilo: -NO; isonitrosilo -ON

Coordinación del grupo NO:

nitrosilo (η1)

Hapticidad (ηn) con n= 1, 2,....5, 6....Hapticity

isonitrosilo (η1) coordinación lateral (η2)

Ciano: -CN

Isociano: CN-

Ligando etileno η2

Etileno: C2H4K[Pt(C2H4)Cl3]

Page 18: Complejos 1

18

ABSTRACT: Ruthenium polypyridyl complexes have seen extensive use in solar energy applications. One ofthe most efficient dye-sensitized solar cells produced to date employs the dye-sensitizer N719, a rutheniumpolypyridyl thiocyanate complex. Thiocyanate complexes are typically present as an inseparable mixture ofN-bound and S-bound linkage isomers.Here we report the synthesis of a new complex, [Ru(terpy)-(tbbpy)SCN][SbF6] (terpy = 2,2′;6′,2″-terpyridine, tbbpy = 4,4′-di-tert-butyl-2,2′-bipyridine), as a mixture of N-bound and S-bound thiocyanatelinkage isomers that can be separated based on their relative solubility in ethanol. Both isomers have beencharacterized spectroscopically and by X-ray crystallography. At elevated temperatures the isomersequilibrate, the product being significantly enriched in the more thermodynamically stable N-bound form. Density functional theory analysis supports our experimental observation that the N-bound isomer isthermodynamically preferred, and provides insight into the isomerization mechanism.

Thiocyanate Linkage Isomerism in a Ruthenium Polypyridyl ComplexTimothy P. Brewster, Wendu Ding, Nathan D. Schley, Nilay Hazari, Victor S. Batista,*and Robert H. Crabtree*Department of Chemistry, Yale University, P.O. Box 208107, New Haven, Connecticut 06520-8107, United States Inorganic Chemistry 50, 11938–11946 (2011)

Page 19: Complejos 1

19

Estereoisomería

Isomería geométrica (cis-trans)

M

A

A

A

A

M

A

B

A

A

M

B

B

A

A

M

B

A

A

B

[Pt(NH3)2Cl2] (cuadrado plano) [Co(NH3)4(Cl)2]1+(coord.6, octaédrico)

No existe isomería geométrica en complejos tetraédricos debido a que todas las posiciones son adyacentes.

Cis TransCis Trans

Complejos cuadrados planos

Cis Trans

Page 20: Complejos 1

20

• Un isómero óptico es aquel que tiene la propiedad

de hacer girar el plano de la luz polarizada, hacia la

derecha o hacia la izquierda.

• Esta propiedad se mide en un aparato llamado

polarímetro y se denomina actividad óptica. Si el

estereoisómero hace girar la luz hacia la derecha

se denomina dextrógiro, y si lo hace girar hacia la

izquierda se denomina levógiro.

Isomería óptica

Page 21: Complejos 1

21

Longitud de onda características del visiblevioleta = 410 nmazul = 480 nmverde = 530 nmamarillo = 580 nmnaranja = 620 nm

rojo = 710 milimicras

Algunas propiedades de las radiaciones electromagnéticas:

Luz natural y polarizada

Ondas planas polarizadas:

Page 22: Complejos 1

22

Esquema de un polarímetro

Mostrar pág. Web Educaplus:

http://www.educaplus.org/luz/polarizacion.html

Page 23: Complejos 1

23

Lámpara de sodio: Luz monocromática de 589 nm (20 W), cubetas de 100, 200 y 220 mm.

Polarímetro automático

Polarímetro manual

Fin 1era clase complejos

Page 24: Complejos 1

24

Origen de la isomería ópticaUna molécula es quiral si su imagen especular no es superponible (IUPAC).

Las moléculas quirales rotan el plano de la luz polarizada.

Una molécular quiral carece de un eje de simetría impropio (Sn; n=1,2,3..[ó Cn+σσσσ]).

Page 25: Complejos 1

25

Los isómeros d y l por separado se denominan enantiómeros o enantiomorfos (formas opuestas).Se denomina mezcla racémica o racemato, a aquélla que contiene un par de enantiómeros en una proporción del 50% de cada uno. Esta mezcla no produce desviación de la luz polarizada, es decir, no tiene actividad óptica.

[Fe(Ox)3]3-

Ejercicios: Analizar los tipos de isomería que pueden presentar los siguientes complejos:

a.- clorotiocianodiaminorutenio(III) (cuadrado plano).

b.- Diclorobisetilendiaminacobalto(III).

c.- [M(NH3)2FCl] geometrías tetraédrica y cuadrada plana

1 hr más de clase (intervalo 15 min)

Page 26: Complejos 1

26

Teorías de estructuras electrónicas de complejos

Teorías

�De enlace de valencia

�Electrostática del campo cristalino

�Del campo ligante

�De Orbitales moleculares

Page 27: Complejos 1

2727

Teoría electrostática del Campo Cristalino

Postulados:

�Los ligandos están representados por cargas puntuales negativas.

�Las interacciones entre el catión metálico y los ligandos son puramente electrostáticas.

�Existe una repulsión entre los electrones d del metal y los ligandos.

�Esta interacción es diferencial y depende de la disposición espacial de los ligandos alrededor del metal (geometría del entorno).

�Como consecuencia se produce un desdoblamiento de los orbitales d.

Page 28: Complejos 1

2828

RepresentaciRepresentacióón de orbitales dn de orbitales d

Notar que los lóbulos de los orbitales dx2-y2 están orientados según los ejes X e Y, los

lóbulos de los orbitales dz2 están orientados según el eje Z, mientras que los lóbulos de

dxy, dxz y dyz bisectan los correspondientes ejes.

Teoría electrostática del Campo Cristalino

Page 29: Complejos 1

2929

En los iones metálicos libres, los cinco orbitales d tienen la misma energía (degenerados)

Teoría electrostática del Campo Cristalino

M

Energía

M

L

∞6

En presencia de una distribución de carga esférica, la energía de los orbitales se desestabilizan (aumentan su energía).

dx2-y2 dz2 dyz dxz dxy

dx2-y2 dz2 dyz dxz dxy

Page 30: Complejos 1

3030

DirecciDireccióón de acercamiento de los n de acercamiento de los ligantesligantesen un entorno octaen un entorno octaéédricodrico

Teoría electrostática del Campo Cristalino

Page 31: Complejos 1

3131

Teoría del Campo cristalino: geometría octaédrica

DirecciDireccióón de acercamiento de los n de acercamiento de los ligantesligantes en un entorno octaen un entorno octaéédricodrico

Page 32: Complejos 1

32

Teoría del Campo cristalino: geometría octaédrica

Page 33: Complejos 1

33

En los iones metálicos libres, los cinco orbitales dtienen la misma energía (degenerados)

x2-y2 yz z2 xz xy

Energía

M

x2-y2 yz z2 xz xy

M

En presencia de una distribución de carga esférica, la energía de los orbitales se desestabilizan (aumentan su energía).

Teoría del Campo Cristalino (TCC)

6 L

Page 34: Complejos 1

34

TCC: geometría octaédricaE

nerg

ía

xy, yz, xz más estables respecto al campo esférico

x2-y2, z2 menos estables respecto al campo esférico

eg

t2gdyz dxz dxy

dx2-y2 dz2

dx2-y2 dz2 dyz dxz dxy

M M

eg

t2g

yz xz xy

x2-y2 z2

Baricentro ∆o

∆o

∞6 L

Etapa 1Metal y ligantesseparados a dist. infinita

Etapa 2Ligantes a distancia de equilibrio en entorno esférico

Etapa 3Ligantes a distancia de equilibrio en entorno octaédrico

Etapa 4Atracción electrostática entre el metal central y los ligantes. Etapa de mayor magnitud energética.

dx2-y2 dz2 dyz dxz dxy

Page 35: Complejos 1

35

Campo esférico Campo octaédrico

∆o

eg

t2g

La diferencia de energía entre los niveles eg y t2g se denomina Energía de desdoblamiento del Campo Cristalino, ∆o.

+3/5∆∆∆∆o (+0,6 ∆∆∆∆o)

-2/5∆∆∆∆o (-0,4 ∆∆∆∆o)

TCC : geometría octaédrica

dyz dxz dxy

dx2-y2 dz2

dx2-y2 dyz dz2 dxz dxy

Page 36: Complejos 1

3636

Balance energBalance energéético tico general del general del desdoblamiento de desdoblamiento de orbitales d en un orbitales d en un campo octacampo octaéédricodrico((Libro de Libro de RodgerRodger))

Fin 2da clase complejos

Page 37: Complejos 1

3737

Teoría del Campo Cristalino: geometría tetraédrica

Page 38: Complejos 1

3838

Ión libre Simetría esférica

dx2-y2, dz2 más estables que en el campo esférico

dxy, dyz, dxz menos estables que en el campo esférico

x2-y2 yz z2 xz xy

t2

e

Campo tetraédrico

yz xz xy

x2-y2 z2

∆tet

- 0,6 ∆tet

+ 0,4 ∆tet

TCC: geometría tetraédrica

∆(+2) = 2/3 ∆(+3)

∆tet = 4/9 ∆oct

Page 39: Complejos 1

3939

ComparaciComparacióón de los desdoblamientos en un n de los desdoblamientos en un campo octacampo octaéédrico y tetradrico y tetraéédricodrico

∆tet = 4/9 ∆oct~ (1/2) ∆oct

∆(+2) = 2/3 ∆(+3)

Page 40: Complejos 1

4040

Desdoblamiento de energDesdoblamiento de energíía en complejos cuadrados planos a a en complejos cuadrados planos a partir de complejos octapartir de complejos octaéédricosdricos

∆oct∆C. Plano

eg

t2g

dx2-y2 dz2

dxy dxz dyz

dxy

dxz dyz

dx2-y2

dz2 dxy

dxz dyz

dx2-y2

dz2

Octaédrico Distorsión tetragonal(Alejamiento ligandos eje z)

Cuadrado planoLigandos eje z dist. ∞ del Complejo)

Energía

Page 41: Complejos 1

4141

Desdoblamiento de orbitales d en distintos entornosDesdoblamiento de orbitales d en distintos entornos

∆tet ∆oct∆C. Plano

eg

t2ge

t2

dx2-y2 dz2

dx2-y2 dz2

Energía

dxy dxz dyz

dxy dxz dyz

dxy

dxz dyz

dx2-y2

dz2

∆tet = 4/9 ∆oct < ∆C. Plano

Tetraédrico Octaédrico Cuadrado plano

Page 42: Complejos 1

4242

Configuraciones electrConfiguraciones electróónicas en complejosnicas en complejos

�� Complejos octaComplejos octaéédricos: dricos: Ej. [Ej. [Ti(HTi(H22OO))66]]3+3+

ConfigConfig. electr. . electr. TiTi00: 3d: 3d224s4s22

TiTi+3+3: 3d: 3d1 1

Campo esférico Campo octaédrico

∆∆∆∆o

+3/5∆o (+ 0,6 ∆o)

-2/5∆o (-0,4 ∆o)

dyz dxz dxy

dx2-y2 dz2

dxy dxz dyz dz2 dx2-y2

Page 43: Complejos 1

4343

�� Ej. [Ej. [Cr(HCr(H22OO))66]]2+2+

ConfigConfig. electr. . electr. CrCr00: 3d: 3d554s4s11

CrCr+2+2: 3d: 3d44

Campo esférico Campo octaédrico

∆∆∆∆o

+3/5∆o (+ 0,6 ∆o)

-2/5∆o (-0,4 ∆o)

dyz dxz dxy

dx2-y2 dz2

¿Dónde ubico el cuarto electrón?

Bajo Espín Alto Espín

Page 44: Complejos 1

4444

Alto y bajo espAlto y bajo espíínn

�� EjEj Fe: 4sFe: 4s223d3d66 FeFe2+2+ : d: d66

La energLa energíía de apareamiento (a de apareamiento (EapEap) para 2 electrones es:) para 2 electrones es:

EapEap= 210 = 210 kJkJ/mol/mol∆o[Fe(H2O)6]+2=120 kj/mol∆o[Fe(CN)6]-4=390 kj/mol

∆o[Fe(CN)6]-4=

390 kj/mol

Eap

Eap = 210

= 210 kJkJ/mol

/mol

∆o[Fe(H2O

)6]+2=

120 kj/mol

∆o

dyz dxz dxydyz dxz dxy

dx2-y2 dz2

dx2-y2 dz2Eap

Eap = 210

= 210 kJkJ/mol

/mol

∆o

Page 45: Complejos 1

4545

Factores que influyen en la estabilidad de los complejos

a) Ion metálico: cuanto mayor es la carga y menor el radio del ión, mayor es

la estabilidad de los complejos (mayor ∆), es decir cuanto mayor es la relación Q/r.

b) Carga y tamaño de los ligandos

i) Cuanto más pequeño es el ligante, más estable es el complejo (mayor

interacción de los ligandos con el ión central. F¯ más estables que Cl¯

ii) Con ligandos neutros, cuanto más polar es el grupo ligante, mayor es la

fuerza que lo une al ión central.

iii) Cuanto mayor es la fuerza del grupo ligante como base, mayor es la

tendencia a formar complejos metálicos estables.

c) Efectos debidos al campo cristalino: mayor ∆, mayor estabilidad del complejo.

Page 46: Complejos 1

4646

Factores que determinan la magnitud del Factores que determinan la magnitud del delta (delta (∆∆))

�� GeometrGeometríía del complejo:a del complejo:Se ha visto que la interacciSe ha visto que la interaccióón depende de la orientacin depende de la orientacióón de los n de los ligantesligantes con con

respecto a la direccirespecto a la direccióón de los ln de los lóóbulos de los orbitales d.bulos de los orbitales d.∆∆(cuadr(cuadr. Plano)> . Plano)> ∆∆(octa(octaéédricodrico)> )> ∆∆(tetra(tetraéédircodirco))

�� Factores del metal central (M)Factores del metal central (M)1)1) A mayor carga del metal central mayor A mayor carga del metal central mayor ∆∆2)2) UbicaciUbicacióón del metal en la tabla perin del metal en la tabla perióódica (1ra, 2da, 3ra serie de dica (1ra, 2da, 3ra serie de

transicitransicióón).n).

�� Factores del ligando:Factores del ligando:EstEstáán determinados por la serie n determinados por la serie espectroquespectroquíímicamica::LigandosLigandos de campos fuerte: CO, CNde campos fuerte: CO, CN--, NO., NO.LigandosLigandos intermedios: Hintermedios: H22O, NHO, NH33, , EtilendiaminaEtilendiamina, , LigandosLigandos ddéébiles: Clbiles: Cl--, Br, Br--, I, I--

Fuerza del ligante (serie espectroquímica):I-<Br-<Cl-<OH- <F-<C2O4

2-<H2O<NCS-<NH3<en<NO2-<NO<CN-<CO

Lig. Campos Débiles Lig.Campos. intermedios Lig. Campos Fuertes

Page 47: Complejos 1

4747

Configuraciones electrConfiguraciones electróónicas: Altonicas: Alto--bajo espbajo espíínn

�� Todos los complejos tetraTodos los complejos tetraéédricos son de alto dricos son de alto espespíínn (debido a las menores interacciones M(debido a las menores interacciones M--L), independiente de L), independiente de la posicila posicióón del metal central y del ligando en la serie n del metal central y del ligando en la serie espectroquespectroquíímicamica..

�� Todos los complejos cuadrados planos son de Todos los complejos cuadrados planos son de bajo espbajo espíínn (debido a las fuertes interacciones).(debido a las fuertes interacciones).

�� Complejos octaComplejos octaéédricosdricosPrimera serie de transiciPrimera serie de transicióónn: Todos los complejos son de alto : Todos los complejos son de alto espespíín excepto que el metal estn excepto que el metal estéé unido a unido a ligantesligantes de campos de campos intensos. En este caso serintensos. En este caso seráán de bajo espn de bajo espíín.n.ExcepciExcepcióón:n: Todos los complejos de Todos los complejos de Co(IIICo(III) son de bajo esp) son de bajo espíín n excepto [excepto [CoFCoF66]]33-- y [y [Co(HCo(H22OO))33FF33].].Segunda y tercera serie de transiciSegunda y tercera serie de transicióónn:: Todos los complejos Todos los complejos serseráán de bajo espn de bajo espíín, independiente de la ubicacin, independiente de la ubicacióón del metal central n del metal central en la tabla perien la tabla perióódica y del dica y del liganteligante..

Page 48: Complejos 1

4848

Valores de Valores de ∆∆OctOct.. para para algunos complejos de algunos complejos de metales del bloque dmetales del bloque d

Page 49: Complejos 1

4949

EnergEnergíía de estabilizacia de estabilizacióón de campo cristalinon de campo cristalino

E.E.C.C.(Octa)= [3/5 (nro electrones en eg) - 2/5(nro electrones t2g)]∆o

E.E.C.C.(Tetra)= [2/5 (nro electrones en t2) - 3/5(nro electrones en e)]∆t

Ejemplos:

Calcular y comparar la EECC para los siguientes complejos:

Hexaacuomanganeso(II) – hexacianomanganato(II)

Fin 3ra clase complejos

Page 50: Complejos 1

5050

Propiedades magnéticas de los compuestos de coordinación

∆oct

egdx2-y2 dz2

dxy dxz dyz

[[Fe(HFe(H22OO))66]]+2+2

Energía

Dibujar las configuraciones electrónicas de los siguientes complejos y determinar las propiedades magnéticas. [[Fe(HFe(H22OO))66]]2+ 2+ y [y [Fe(CNFe(CN))66]]44--

ConfigConfig. electr. para el metal en ambos complejos:. electr. para el metal en ambos complejos:FeFe00: 3d: 3d664s4s22

FeFe+2+2: 3d: 3d66

[[Fe(CNFe(CN))66]]44--

∆oct

egdx2-y2 dz2

dxy dxz dyz t2gt2g

Alto espín Bajo

espínParamagnético

diamagnético

Page 51: Complejos 1

5151

Balanza magnética o de Gouy

Page 52: Complejos 1

5252

Momento y susceptibilidad magnMomento y susceptibilidad magnééticatica

0

00

m

m

m

m

x

x

x

∆=

∆χχ

La susceptibilidad específica de una muestra patrón (χ0) y una muestra incógnita (χx) se vinculan mediante la siguiente expresión:

donde:

0 y x son índices que corresponden a la muestra patrón e incógnita

m: masa en la cápsula y

∆m: diferencia de masa de la muestra con y sin campo.

MxM⋅= χχ

La susceptibilidad molar (χM) se expresa como:

donde:

M es el peso molecular

Las unidades de χM están dadas: [χM=(MB)2 K-1] MB:magnetón de Bohr

Sust. Patrón: Hg[Co(SCN)4],

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5353

El momento magnEl momento magnéético total se vincula con la susceptibilidad molar a tico total se vincula con la susceptibilidad molar a travtravéés de la siguiente expresis de la siguiente expresióón:n:

TM

⋅= χµ 84,2

LsTµµµ +=

snns 221 =∴=

)1(2)2( +=+= ssnns

µ

El momento total de un átomo puede considerarse como la suma de los momentos magnéticos de espín (µs) y orbital (µL). El primero representa la contribución más importante a µ para átomos de la primera serie de transición y µL adquiere importancia para metales de la segunda y tercera serie de transición.

donde:

µs: es el momento magnético de espín expresado en magnetones de Bohr [MB=e.h/4π.m.c] (cgs).n: número de electrones desapareados.s: número de espín (s=nsi).T: temperatura absoluta (K).

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Ejercicio: En base a la estructura electrónica de los complejos: [CoCl4]2- y

[Co(CN)6]-4, calcular los momentos magnéticos correspondientes.