Compuestos de coordinacion

Complejos: El Enlace en los Compuestos de Coordinación
En esta sección se consideran los modelos de enlace que explican algunas características claves de los complejos: cómo se forman los enlaces metal-ligando, por qué prefieren ciertas geometrías, y por qué estos compuestos tienen colores tan brillantes y con frecuencia son paramagnéticos. Como se vio en los enlaces covalentes de otroscompuestos, a menudo se requiere más de un modelo para contar la historia completa.
Aplicación de la teoría del enlace de valencia a complejos
La teoría del enlace de valencia (TEV), que se empleó para explicar el enlace y la estructura en compuestos de los grupos principales, también se usa para describir el enlace en los iones complejos. En la formación de los iones complejos, los orbitales llenos delos ligandos solapan con los orbitales d vacíos del ion metálico. El ligando (base de Lewis) dona un par de electrones, y el ion metálico (ácido de Lewis) lo acepta para formar uno de los enlaces covalentes del ion complejo (aducto de Lewis) Tal enlace, en el cual un átomo del enlace contribuye con ambos electrones, se llama enlace covalente coordinado, aunque, una vez formado, es idéntico acualquier enlace covalente sencillo. Recuerda que el concepto de la TEV propone la mezcla de orbitales s, p y d para dar un conjunto de orbitales híbridos, los cuales tienen geometrías específicas. De manera parecida, para los compuestos de coordinación, el modelo propone que el número y tipo de orbitales híbridos del ion metálico ocupados por los pares de electrones cedidos por los ligandos determinala geometría del ion complejo. Discutamos las combinaciones de orbitales que llevan a los complejos octaédrico, plano-cuadrado y tetraédrico.
Complejos octaédricos
El ion [Cr(NH3)6]3+, ilustra la aplicación de la TEV a un complejo octaédrico. Los seis orbitales vacíos de menor energía del ion Cr3+ -dos 3d, uno 4s y tres 4p- se mezclan y convierten en seis orbitales híbridos equivalentes d2sp3que apuntan hacia los vértices de un octaedro. Seis moléculas de NH3 donan los pares libres de electrones de los nitrógenos para formar seis enlaces metal-ligando. Los tres electrones despareados 3d del ion central Cr3+ ([Ar]3d3), que hacen que el ion complejo sea paramagnético, permanecen en orbitales sin hibridar.

Complejos plano-cuadrados
Los iones metálicos con una configuración d8generalmente forman complejos plano-cuadrados. En el ion [Ni(CN)4]2- por ejemplo, el modelo propone que un orbital 3d, uno 4s y dos 4p del Ni2+ se mezclan y forman cuatro orbitales híbridos dsp2, los cuales apuntan a los vértices de un cuadrado y aceptan un par de electrones de cada uno de los cuatro ligandos CN-. Sin embargo, una mirada a la configuración electrónica en el estado fundamental del Ni2+([Ar]3d8) plantea una pregunta clave: ¿cómo puede el ion Ni2+ ofrecer un orbital vacío 3d si hay ocho electrones distribuidos en tres orbitales llenos y dos parcialmente llenos? Aparentemente, en la configuración d8 de Ni2+, los electrones en los orbitales parcialmente llenos se aparean, dejando un orbital 3d vacío. Esta explicación es consistente con el hecho de que el complejo es diamagnético (sinelectrones desapareados) Además, se requiere que la energía que se gana al usar un orbital 3d para la formación de los orbitales híbridos, sea mayor que la energía requerida para vencer las repulsiones generadas al aparear a los electrones 3d.

Complejos tetraédricos
Los iones metálicos con un subnivel d lleno, como Zn2+ ([Ar]d10), forman a menudo complejos tetraédricos. Por ejemplo, en elcomplejo [Zn(OH)4]2-, la TEV propone que los orbitales más bajos disponibles del Zn2+ -uno 4s y tres 4p- se mezclan para convertirse en cuatro orbitales híbridos sp3 que apuntan hacia los vértices de un tetraedro y están ocupados por un par libre de cada uno de los cuatro ligandos OH-.

Teoría del campo cristalino
El tratamiento de la TEV es fácil de representar y racionaliza el enlace y la...