El documento presenta una introducción a la química de la coordinación. Explica conceptos clave como metales de transición, ligandos, geometrías, isomería, teorías de enlace como la teoría del campo cristalino y TOM. También describe factores que afectan el desdoblamiento como la serie del metal, estado de oxidación, geometría y naturaleza del ligando.

1. FERNANDO CARRILLO HERMOSILLA [email_address] INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA DE LA COORDINACIÓN ÁREA DE QUÍMICA INORGÁNICA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS DE CIUDAD REAL UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA

2. QUÍMICA DE LA COORDINACIÓN INTRODUCCIÓN - metales de transición - ligandos - geometrías -ISOMERÍA -TEORÍAS DE ENLACE - teoría del campo cristalino - TOM

3. QUÍMICA DE LA COORDINACIÓN COMPLEJO DE COORDINACIÓN QUÍMICA INORGÁNICA M (n+) L M L L L L L L Esfera de coordinación. Indice de coordinación.

4. METALES DE TRANSICIÓN CON ORBITALES d Ó f INCOMPLETOS AL MENOS EN ALGÚN ESTADO DE OXIDACIÓN Nb(0) 4 d 4 5s 1 ----- d 5 aproximación Cu(0) 3 d 10 4s 1 Cu(II) d 9 QUÍMICA INORGÁNICA

5. QUÍMICA INORGÁNICA EJEMPLOS I.C.

6. Complejos Neutros Aniónicos Catiónicos Ligandos Neutros H 2 O Aniónicos Cl - (Catiónicos) NO + QUÍMICA INORGÁNICA

7. Ligandos Monodentados Polidentados Quelato QUÍMICA INORGÁNICA L M L L M

8. Quelato polidentado QUÍMICA INORGÁNICA

9. Ligandos Dadores  Dadores  /dadores  Dadores  /aceptores  Dadores  /dadores  /aceptores  QUÍMICA INORGÁNICA

10. Dadores  QUÍMICA INORGÁNICA M

11. Dadores  /dadores  QUÍMICA INORGÁNICA M

12. Dadores  /aceptores  QUÍMICA INORGÁNICA

13. Dadores  /dadores p/aceptores  QUÍMICA INORGÁNICA

14. QUÍMICA INORGÁNICA LIGANDOS ACETILACETONATO (acac - ) OH - HIDROXO PIRIDINA (py) NH 2 - AMIDO H 2 NCH 2 CH 2 NH 2 ETILENODIAMINA (en) -NCS ISOTIOCIANATO CH 2 =CH 2 ETILENO -SCN TIOCIANATO NO NITROSIL(O) I - YODO PR 3 FOSFINA Br - BROMO N 2 DINITRÓGENO Cl - CLORO H 2 DIHIDRÓGENO F - FLUORO O 2 DIOXÍGENO CN - CIANO O 2 - SUPEROXO CO CARBONILO O 2 2- PEROXO NH 3 AMIN/NO O 2- OXO H 2 O ACUO

15. GEOMETRÍAS-ÍNDICE DE COORDINACIÓN QUÍMICA INORGÁNICA

16. ISOMERÍA QUÍMICA INORGÁNICA Isómeros Compuestos con la misma fórmula pero diferente disposición de los átomos Isómeros estructurales Compuestos con diferentes uniones entre los átomos Estereoisómeros Compuestos con las mismas conexiones entre los átomos, pero diferente distribución espacial Isómeros de enlace Con diferentes enlaces metal-ligando Isómeros de ionización Que producen diferentes iones en disolución Isómeros geométricos Distribución relativa: cis-trans mer-fac Enantiómeros Imágenes especulares

17. ISOMERÍA DE ENLACE QUÍMICA INORGÁNICA

18. ISOMERÍA DE IONIZACIÓN QUÍMICA INORGÁNICA

19. ISOMERÍA GEOMÉTRICA QUÍMICA INORGÁNICA

20. ISOMERÍA GEOMÉTRICA fac mer QUÍMICA INORGÁNICA

21. ISOMERÍA ÓPTICA QUÍMICA INORGÁNICA

22. ISOMERÍA ÓPTICA QUÍMICA INORGÁNICA

23. ISOMERÍA ÓPTICA QUÍMICA INORGÁNICA

24. QUÍMICA INORGÁNICA TEORÍA DEL CAMPO CRISTALINO dz 2 dx 2 -y 2 Se desestabilizan Se estabilizan dxy dxz dyz y x z y x z ENTORNO Oh

25. QUÍMICA INORGÁNICA Entorno En campo esférico octaédrico e g t 2g

26. QUÍMICA INORGÁNICA y x z ENTORNO Td

27. Se estabilizan dz 2 dx 2 -y 2 Se desestabilizan dxy dxz dyz QUÍMICA INORGÁNICA

28. QUÍMICA INORGÁNICA Entorno En campo esférico tetraédrico t 2 e

29. QUÍMICA INORGÁNICA ENTORNO D4h-pc y x z Se estabilizan los orbitales que tienen componente z dxz dyz dz 2 Se desestabilizan los orbitales que tienen componentes x e y dxy dx 2 -y 2

30. QUÍMICA INORGÁNICA  o xy, xz, yz x 2 -y 2 , z 2 Octaédrico Plano-cuadrado

31. QUÍMICA INORGÁNICA ENERGÍA DE ESTABILIZACIÓN PRODUCIDA POR EL CAMPO +3/5  o -2/5  o -2/5  o +3/5  o Ee= 3.(-2/5  o)+1.(3/5  o)=-3/5  o CAMPO DÉBIL CONFIGURACIÓN DE ALTO SPIN Ee= 4.(-2/5  o)=-8/5  o (+ P) CAMPO INTENSO CONFIGURACIÓN DE BAJO SPIN d 4 d 4

32. QUÍMICA INORGÁNICA COMPLEJOS DE ALTO Y BAJO SPIN SI EL VALOR DEL DESDOBLAMIENTO ES MENOR QUE LA ENERGÍA DE APAREAMIENTO, SE SIGUE EL PRINCIPIO DE AUF-BAU, DE MÁXIMO DESAPAREAMIENTO. EL RESULTADO ES UN COMPLEJO DE ALTO SPIN . SI EL VALOR ES MAYOR, SE OCUPAN PRIMERO LOS NIVELES INFERIORES Y LUEGO LOS SUPERIORES. EL RESULTADO ES UN COMPLEJO DE BAJO SPIN .

33. QUÍMICA INORGÁNICA COMPLEJOS DIAMAGNÉTICOS Y PARAMAGNÉTICOS CUANDO EL COMPLEJO PRESENTA ELECTRONES DESAPAREADOS, ES PARAMAGNÉTICO. SI NO, ES DIAMAGNÉTICO. = n(n+2) MB n = nº electrones desapareados

34. FACTORES QUE AFECTAN AL DESDOBLAMIENTO LA SERIE A LA PERTENECE EL METAL. AL BAJAR EN UN GRUPO, AUMENTA  2. EL ESTADO DE OXIDACIÓN DEL METAL. INFLUYE CUANDO LOS LIGANDOS SON DADORES. AL AUMENTAR EL E.O., AUMENTA  . 3. GEOMETRÍA DEL COMPLEJO.  pc >  o >  t  o  9/4  t QUÍMICA INORGÁNICA

35. 4. NATURALEZA DEL LIGANDO. QUÍMICA INORGÁNICA I - <Br - <Cl - <F - <OH - <C 2 O 4 2- <H 2 O<py<NH 3 <PPh 3 <CN - <CO SERIE ESPECTROQUÍMICA (DATOS EXPERIMENTALES)  AUMENTA CON EL CARÁCTER ACEPTOR Y DISMINUYE CON EL DADOR DADORES  ( DADORES  ) DADORES  ( ACEPTORES  )

36. Si adsorbe aquí QUÍMICA INORGÁNICA COLORES DE LOS COMPLEJOS METÁLICOS Se ve así

37. QUÍMICA INORGÁNICA COLORES DE LOS COMPLEJOS METÁLICOS

38. QUÍMICA INORGÁNICA COLORES DE LOS COMPLEJOS METÁLICOS

39. QUÍMICA INORGÁNICA COLORES DE LOS COMPLEJOS METÁLICOS

40. QUÍMICA INORGÁNICA COLORES DE LOS COMPLEJOS METÁLICOS h  max

41. QUÍMICA INORGÁNICA COLORES DE LOS COMPLEJOS METÁLICOS

42. QUÍMICA INORGÁNICA COLORES DE LOS COMPLEJOS METÁLICOS

43. QUÍMICA INORGÁNICA T.O.M. INTERACCIÓN 

44. QUÍMICA INORGÁNICA T.O.M.

45. QUÍMICA INORGÁNICA INTERACCIONES DE SIMETRÍA 

46. QUÍMICA INORGÁNICA INTERACCIONES DE SIMETRÍA  COMPLEJO OCTAÉDRICO CON DADORES  . Ej: Cl - ELECTRONES DEL METAL

47. QUÍMICA INORGÁNICA INTERACCIONES DE SIMETRÍA  COMPLEJO OCTAÉDRICO CON ACEPTORES  . Ej: CO, PR 3 ELECTRONES DEL METAL

48. QUÍMICA INORGÁNICA CONFIGURACIÓN EN FUNCIÓN DE LA GEOMETRÍA AS AS AS BS-AS BS pref AS pref AS pref AS AS AS 1a. Serie Oh 2a. y 3a. Serie - AS BS BS - - - - - - pc Al tener un desdoblamiento pequeño, los complejos tetraédricos son, preferentemente, de alto spin. Td Para la segunda y tercera serie de transición todos son de bajo spin, al aumentar el desdoblamiento. d 10 d 9 d 8 d 7 d 6 d 5 d 4 d 3 d 2 d 1

49. QUÍMICA INORGÁNICA EFECTO JAHN-TELLER UN SISTEMA DEGENERADO NO LINEAL, ES INESTABLE Y SE ESTABILIZA MEDIANTE UNA DISTORSIÓN QUE HACE DESCENDER LA SIMETRÍA Y HACE DESAPARECER LA DEGENERACIÓN dx 2 -y 2 dz 2 d 4 AS d 7 BS d 9 (AS) Ej.: complejo d 9 dz 2 dx 2 -y 2 dz 2 dx 2 -y 2 dx 2 -y 2 dz 2 Oh D4h

50. QUÍMICA INORGÁNICA EFECTO QUELATO [Cu(OH 2 ) 6 ] 2+ + en [Cu(OH 2 ) 4 (en)] 2+ + 2 H 2 O  S o =+23 JK -1 mol -1 [Cu(OH 2 ) 6 ] 2+ + 2NH 3 [Cu(OH 2 ) 4 (NH 3 ) 2 ] 2+ + 2 H 2 O  S o =-8.4 JK -1 mol -1 La formación de quelatos estabiliza los complejos. Especialmente favorables los ciclos de 5 y 6 eslabones.

51. La eliminación también está dificultada cinéticamente: QUÍMICA INORGÁNICA EFECTO QUELATO LENTO LENTO RÁPIDO RÁPIDO

52. QUÍMICA INORGÁNICA EFECTO TRANS

53. QUÍMICA INORGÁNICA EFECTO TRANS Efecto dador  : Un dador  fuerte debilita Pt-X Efecto aceptor  : Un aceptor  fuerte estabiliza el intermedio 5-c CO ~ CN - ~ C 2 H 4 >PR 3 ~ H - >CH 3 - >C 6 H 5 - > NO 2 - ~ SCN - ~ I - >Br - >Cl - >py ~ NH 3 ~ OH - ~ H 2 O