Se describe la TCC y su evolución a TCL

1. 1
COMPUESTOS DE
COORDINACION
Teoría del Campo Cristalino
(TCC)

2. O.L. Hoyos S. 2
Orbitales d (Oh) !

3. O.L. Hoyos S. 3
El acercamiento de los ligandos perturban los
orbitales d, cambiando su estado de degeneración
Octaédro

4. O.L. Hoyos S. 4
E
n
e
r
g
í
a
Metal
libre
Orbitales d del
metal en presencia
de las cargas
Orbitales d (Oh) !

5. O.L. Hoyos S. 5
Orbitales d (Oh) !

6. O.L. Hoyos S. 6
Desdoblamiento de las energías de
los orbitales d – campo Oh
Orbitales 3d
Ion metálico
Orbitales 3d
rodeados por
ligandos
División energética
de los orbitales 3d
Entorno octaédrico
de ligandos

7. O.L. Hoyos S. 7
Δo
o
10 Dq
dxy dyz dxz
d
z2x2-y2
d
Mn+
(g) ML6
Orbitales d (Oh) !

8. O.L. Hoyos S. 8
d1
d2
d3
Orbitales d (Oh) !

9. O.L. Hoyos S. 9
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 < Δ Campo fuerte o bajo spin
• P > Δ Campo débil o alto spin
Orbitales d (Oh) !

10. O.L. Hoyos S. 10
d4
Spin Alto
Spin bajo
Campo débil
o bajo
Campo fuerte
o alto
Orbitales d (Oh) !

11. O.L. Hoyos S. 11
d5
Spin Alto
Campo débil
o bajo
Spin bajo
Campo fuerte
o alto
Orbitales d (Oh) !

12. O.L. Hoyos S. 12
Spin Alto Spin bajo
Campo débil
o bajo
Campo fuerte
o alto
d5
Orbitales d (Oh) !

13. O.L. Hoyos S. 13
d5
Orbitales d (Oh) !
Spin alto
Spin bajo

14. O.L. Hoyos S. 14

15. O.L. Hoyos S. 15
d6
Orbitales d (Oh) !
bajo

16. O.L. Hoyos S. 16
Δo
o
10 Dq
dxy dyz dxz
d
z2x2-y2
d

17. O.L. Hoyos S. 17
dxy dyz dxz
d
z2x2-y2
d
+ 0.6 Δo
o
+ 6 Dq
- 0.4 Δo
o
- 4 Dq

18. O.L. Hoyos S. 18
Tetraédro

19. O.L. Hoyos S. 19
Δt = 4/9Δo
Todos los compuestos tetraédricos son de alto spin
Campo Oh Campo Td

20. O.L. Hoyos S. 20
Distorsión tetragonal del
octaedro

21. O.L. Hoyos S. 21
L
M
L
L L
LL
M
L L
LL
z
x
y
Distorsión tetragonal del oh:
formación de cp

22. O.L. Hoyos S. 22
Desdoblamiento cuadrado plano
Complejo Oh Complejo cp

23. O.L. Hoyos S. 23
Desdoblamiento de las
energías de los orbitales d
Tetraédro Cuadrado Planar

24. O.L. Hoyos S. 24

25. O.L. Hoyos S. 25
Campo fuerte octaédrico
e- d Configuración µ
e- d
desapareados
1 t2g
1 1.73 1
2 t2g
2 2.83 2
3 t2g
3 3.87 3
4 t2g
4 2.83 2
5 t2g
5 1.73 1
e- d Configuración µ
e-d
desapareados
6 t2g
6 0 0
7 t2g
6eg
1 1.73 1
8 t2g
6eg
2 2.83 2
9 t2g
6eg
3 1.73 1
10 t2g
6eg
4 0 0

26. O.L. Hoyos S. 26
Campo débil octaédrico
e- d Configuración µ
e- d
desapareados
1 t2g
1 1.73 1
2 t2g
2 2.83 2
3 t2g
3 3.87 3
4 t2g
3eg
1 4.90 4
5 t2g
3eg
2 5.92 5
e- d Configuración µ
e-d
desapareados
6 t2g
4eg
2 4.90 4
7 t2g
5eg
2 3.87 3
8 t2g
6eg
2 2.83 2
9 t2g
6eg
3 1.73 1
10 t2g
6eg
4 0 0

27. O.L. Hoyos S. 27
Campo tetraédrico
e- d Configuración
e- d
desapareados
1 e1 1
2 e2 2
3 e2t2
1 3
4 e2t2
2 4
5 e2t2
3 5
e- d Configuración
e- d
desapareados
6 e3t2
3 4
7 e4t2
3 3
8 e4t2
4 2
9 e4t2
5 1
10 e4t2
6 0

28. O.L. Hoyos S. 28
Espin bajo Espin alto
Complejos octaédricos Complejos tetraédricos
Número de
electrones d
Configuración

29. O.L. Hoyos S. 29

30. O.L. Hoyos S. 30
Campo débil octaédrico
P>10Dq
e- d Configuración EECC
1 t2g
1 -4Dq
2 t2g
2 -8Dq
3 t2g
3 -12Dq
4 t2g
3eg
1 -6Dq
5 t2g
3eg
2 0
e- d Configuración EECC
6 t2g
4eg
2 -4Dq+P
7 t2g
5eg
2 -8Dq+2P
8 t2g
6eg
2 -12Dq+3P
9 t2g
6eg
3 -6Dq+4P
10 t2g
6eg
4 0 + 5P

31. O.L. Hoyos S. 31
Campo fuerte octaédrico
P<10Dq
e- d Configuración EECC
1 t2g
1 -4Dq
2 t2g
2 -8Dq
3 t2g
3 -12Dq
4 t2g
4 -16Dq+P
5 t2g
5 -20Dq+2P
e- d Configuración EECC
6 t2g
6 -24Dq+3P
7 t2g
6eg
1 -18Dq+3P
8 t2g
6eg
2 -12Dq+3P
9 t2g
6eg
3 -6Dq+4P
10 t2g
6eg
4 0 + 5P

32. O.L. Hoyos S. 32
Campo tetraédrico (débil)
P > 10Dq
e- d Configuración EECC
1 e1 -6Dq
2 e2 -12Dq
3 e2t2
1 -8Dq
4 e2t2
2 -4Dq
5 e2t2
3 0
e- d Configuración EECC
6 e3t2
3 -6Dq+P
7 e4t2
3 -12Dq+2P
8 e4t2
4 -8Dq+3P
9 e4t2
5 -4Dq+4P
10 e4t2
6 0 + 5P

33. O.L. Hoyos S. 33
Fortaleza del campo
La división energética del Δo puede
determinarse con datos espectroscópicos

34. O.L. Hoyos S. 34
Complejos Oh - Ti(III)
Ti(III) = d1
Espectro electrónico:
1 banda de absorción
Orbitales t2g --> orbitales eg
Δo : Energía de la absorción
o

35. O.L. Hoyos S. 35
Serie espectroquímica
I- < Br- < Cl- < SCN- < NO3
- < F- < OH-< C2O4
2- < H2O
< NCS- < gly < py < NH3< en < NO- < PPh3< CN- < CO
Δoh
Ligandos de campo débil
Δ pequeño
Ligandos de campo intenso
Δ grande

36. O.L. Hoyos S. 36

37. O.L. Hoyos S. 37
La fortaleza de campo varia
según el tipo ligando

38. O.L. Hoyos S. 38
De que depende la geometría?
La geometría y el No.Coordinación dependen de:
• Tamaño del ion metálico
• Ligandos
• Pequeños metales y/o ligandos voluminosos-Bajo NC
• Metales grandes y/o ligandos pequeños–Alto NC

39. O.L. Hoyos S. 39
• Carga del ion central
• Tamaño del ion central
• Ligando(s)
De que depende el
desdoblamiento de campo?

40. O.L. Hoyos S. 40

41. O.L. Hoyos S. 41
Spin alto
Spin bajo
Spin alto
Spin bajo

42. O.L. Hoyos S. 42
Propiedades del ligando
- Densidad de carga. A mayor densidad de carga,
mayor separación del campo.
- Disponibilidad de pares libres. Un solo par
electrónico distorsiona más que dos (un solo par se
orienta mejor para formar el enlace).
- Capacidad de formar uniones π
A mayor capacidad para formar uniones π, mayor
separación.

43. O.L. Hoyos S. 43
Teoría del campo ligando
TCL
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 (σ) y pi (π)
Explica la serie espectroquímica considerando a los
ligandos con sus orbitales y no como cargas
puntuales

44. O.L. Hoyos S. 44
Efecto del grupo de ligandos sobre la magnitud del campo
Tipos de Ligando - Dq
I- < Br- < Cl- < F- < O2- < OH- < H2O < NH3 < NO2
- < CN- < PR3 < CO
Ligandos σ-dadores
Ligandos π-aceptores
Ligandos π-dadores

45. O.L. Hoyos S. 45
σ donor y π aceptor

46. O.L. Hoyos S. 46
σ donor y π aceptor

47. O.L. Hoyos S. 47
σ donor y π aceptor

48. O.L. Hoyos S. 48
I- < Br- < Cl- < F- < O2- < OH- < H2O < NH3 < NO2
- < CN- < PR3 < CO
Ligandos σ-dadores: Incrementan la energía de los orbitales eg
Ligandos π-dadores: Incrementan la energía de los orbitales t2g
I- < Br- < Cl- < F- < O2- < OH- < H2O < NH3 < NO2
- < CN- < PR3 < CO
Ligandos π-aceptores: Disminuyen la energía de los orbitales t2g
I- < Br- < Cl- < F- < O2- < OH- < H2O < NH3 < NO2
- < CN- < PR3 < CO

49. O.L. Hoyos S. 49
Efecto de las interacciones
π-donor/aceptor
Enlace σ Enlace σ y
π donor
Enlace σ y
π aceptor
L campo
intermedio
L campo
débil
L campo
fuerte