36 metales de transicion ii 15 06 05
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Metales de transición II
Química General e InorgánicaClase 36
15 de junio de 2005Dr. Pablo Evelson
Teorías de formación de complejos
•Teoría de enlace de valencia
•Teoría de campo cristalino
•Teoría de campo ligando
El enlace entre el ligando y el ion metálico es covalente.
La unión entre el ligando y el ion metálico es electrostática (unión iónica).
El enlace entre el ligando y el ion metálico es parcialmente iónico. Posee algunas carterísticas de enlace covalente.
Teoría de enlace de valencia
•Postula que los ligandos ceden sus electrones a un grupo de orbitales híbridos d2sp3 o sp3d2 del ion central.
•Justifica las características magnéticas.
•No explica el color.
Teoría de enlace de valencia (II)
Formación de un enlace a partir de los orbitales híbridos del metal y el ligando
Fe = [Ar] 4s2 3d6
Fe3+ = [Ar] 3d5
Fe3+ = [Ar]
3d 4s
[Ar]
3d 4s 4p 4d
Hibridizan
[Ar]
3d 6 sp3d2 4d
Complejo de orbital externo
[Ar]
3d 4s 4p 4d
Hibridizan
Fe = [Ar] 4s2 3d6
Fe3+ = [Ar] 3d6
3d
Fe3+ = [Ar]
4s
[Ar] 3d 6 d2sp3 4d
Complejo de orbital interna
[Ar]
3d 6 sp3d2 4d
xx xx xx xx xx xx
[Fe(H2O)6]3+ Complejo fuertemente paramagnético.
[Ar] 3d 6 d2sp3 4d
xx xx xx xx xx xx
[Fe(CN)6]3- Complejo débilmente paramagnético.
Pares de electrones de los ligandos
•Asume que la unión metal-ligando es puramente iónica.
•Trata a los átomos de ligando y metal como cargas puntuales no polarizables.
•Propone que cuando se acercan los ligandos éstos crean un campo cristalino de repulsión sobre el átomo del metal que produce orbitales d degenerados.
•La magnitud del campo cristalino determina la magnitud de las repulsiones electrostáticas.
Teoría de campo cristalino
La presencia del ligando produce una perturbación en los orbitales d.
Orbitales d
Los orbitales d más afectados serán los dx2-y2 y los dz2.
Orbitales eg o d
Orbitales t2g o d
Se denomina o a la energía del campo cristalino. Es la energía asociada a la separación de niveles y es
proporcional a la fuerza del campo cristalino.
En
erg
ía o
eg
t2g
Complejos de alto o bajo spin
Para aparear un electrón se requiere energía de apareamiento (P) para vencer
la repulsión que existe entre los dos electrones que ocupan el mismo orbital.
P < Campo fuerte o bajo spin
P > Campo débil o alto spin
Energía de estabilización del campo cristalino
Se asigna un valor de -2/5 (estabilización) a cada
electrón t2g y una variación de energía de +3/5
(desestabilización) a cada electrón eg. La suma de
las energías de todos los electrones es la EECC.
En
erg
ía o
eg
t2g -2/5
+3/5
ColorColor
Los electrones t del complejo pueden ser excitados a uno de los orbitales e si este absorbe un fotón de
energía igual a . Por lo tanto puede usarse la longitud de onda absorbida para determinar el
desdoblamiento del campo cristalino por un ligando.
= h = h c
A mayor deberán absorber radiación de alta
energía y baja longitud de onda.
Luz de
510 nm
Color (II)
Color (III)
Colorabsorbido
Colorobservado
Serie espectroquímica
Aumenta la fuerza del campo
Propiedades del ligando
•Densidad de cargaA mayor densidad de carga, mayor separación del campo.
•Disponibilidad de pares libresUn solo par electrónico distorsiona más que dos (un solo par se orienta mejor para formar el enlace).
•Capacidad de formar uniones A mayor capacidad para formar uniones , mayor separación.
Verde Violeta Amarillo Amarillo
Efecto del ligando
Complejos tetraédricos
Espin bajo Espin alto
Complejos octaédricos Complejos tetraédricosNúmero de electrones d
Configuración
Teoría del campo ligando
La teoría del campo ligando sugiere que las interacciones entre el ion central y los
ligandos se efectúan por enlaces parcialmente covalentes.
Además de las consideraciones realizadas en la TCC incluye los enlaces metal-ligando
sigma () y pi ().
Esta teoría permite explicar la serie espectroquímica en función de considerar a
los ligandos con sus orbitales y no como cargas puntuales.
Teoría del campo ligando (II)
• Atkins P.W, Jones L. Química . 3ra edición. Ed Omega. 1999.
Capítulo 21.• Chang R. Química. Ed. MacGraw Hill.1998.
Capítulo 22.
Consultas: [email protected] (Pablo Evelson)
Bibliografía