Complejos

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA

FORMACIÓN Y ESTABILIDAD DE COMPLEJOS

RESUMEN Se llevó a cabo la formación de complejos con metales como el cobre, níquel y hierro, y como ligando amoniaco y tiosulfato. Una vez formados los complejos correspondientes, se procedió a desestabilizarlos formando complejos mas fuertes con el ligando EDTA y también por adición de un acido.

COMENTARIOS:

La estabilidad de un complejo dependerá de su constante entre el ligando y el metal entre mayor sea el valor de pKc del complejo mayor será su fuerza y más difícil será el desestabilizarlo.

FUNDAMENTO TEORICO

Los colores que se asocian con la química no sólo son hermosos, sino que son informativos y proporcionan percepciones de la estructura y enlaces de la materia. Un grupo importante de compuestos coloridos lo constituyen los de los metales de transición. Algunas de estas sustancias se usan en pigmentos para pintura; otros producen los colores del vidrio y las piedras preciosas. ¿Por qué tienen color estas sustancias, y por qué cambian estos colores cuando lo hacen los iones o moléculas unidas al metal?

Los iones metálicos pueden funcionar como ácidos de Lewis y formar enlaces covalentes con diversas moléculas y iones que actúan como bases de Lewis Hemos encontrado muchos ejemplos de compuestos producto de esta clase de interacciones. Por ejemplo, los iones [Fe(H2O)6]3+ y el [Ag(NH3)2]+, la hemoglobina, un importante compuesto de hierro que confiere a la sangre su capacidad para transportar oxigeno. Existe una química rica y abundante asociada con esta clase de conjuntos complejos de metales rodeados de moléculas y iones. Los compuestos metálicos de este tipo se llaman compuestos de coordinación. Los metales de transición forman compuestos de coordinación con facilidad.

Las especies como el ion [Ag(NH3)2]+, 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 . Si el complejo tiene una carga eléctrica neta, se le designa en general como un ion complejo Los compuestos que contienen complejos se conocen como compuestos de coordinación. Aunque los metales de transición sobresalen en la formación de compuestos de coordinación, otros metales también los pueden formar.

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 “unir”). Por ejemplo, hay dos ligandos NH3 unidos a la Ag+ en el ion [Ag(NH3)2]+. Los ligandos son normalmente aniones o moléculas polares; además, tienen al menos un par no compartido de electrones de valencia.

Puesto que los iones metálicos (en particular los iones de metales de transición) tienen orbitales de valencia vacíos, pueden actuar como ácidos de Lewis (aceptores de pares de electrones). Debido a que los ligandos tienen pares de electrones no compartidos, pueden actuar como bases de Lewis (donadores de pares de electrones).

Al formar un complejo, se dice que los ligandos se coordinan al metal. El metal central y los ligandos unidos a él constituyen la esfera de coordinación del complejo. Al escribir la fórmula química de un compuesto de coordinación, usamos paréntesis rectangulares para separar los grupos que están dentro de la esfera de coordinación de otras partes del compuesto. Por ejemplo, la fórmula [Cu(NH3)4]SO 4 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.

Un complejo metálico es una especie química definida con propiedades físicas y químicas características. Así pues, sus propiedades son diferentes de las del ion metálico o de los ligandos que lo constituyen. Por ejemplo, los complejos pueden ser de un color muy distinto del de los iones metálicos y los ligandos que lo componen. La formación de complejos también puede modificar dramáticamente otras propiedades de los iones metálicos, como su facilidad de oxidación o de reducción

La carga de un complejo es la suma de las cargas del metal central y de los ligandos que lo rodean. En él [Cu(NH3)4]SO 4 podemos deducir la carga del complejo si reconocemos en primer término que SO4 representa el ion sulfato y tiene por tanto una carga de 2-. Puesto que el compuesto e s neutro, el ion complejo debe tener una carga de 2+, [Cu(NH3)4]2+. Podemos usar entonces la carga del ion complejo para deducir el número de oxidación del cobre. Puesto que los ligandos NH3 son neutros, el número de oxidación del cobre debe ser +2.

Principio de Le’ Chatelier

Este principio establece que si una reacción en equilibrio es perturbada desde el exterior, el sistema evoluciona en el sentido de contrarrestar los efectos de dicha perturbación, por ejemplo si una reacción química directa es exotérmica, la constante de equilibrio K disminuirá cuando la temperatura aumente, pero si es endotérmica la K de equilibrio aumentara.

Constantes de estabilidad de complejos

Complejos formados con NH3

Ion central pKc1 pKc2 pKc3 pKc4 pKc5 pKc6

Cu+2 4.13 7.61 10.48 12.59

Ni+2 2.75 4.95 6.64 7.79 8.5 8.49

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