Compuestos de coordinación

CAPITULO UNO
COMPLEJOS DE COORDINACIÓN

Los elementos metálicos tienden a perder electrones en sus reacciones químicas,
lo que da lugar a iones metálicos, sin embargo éstos iones con carga positiva, o cationes,
no existen en forma aislada; por lo regular interactúan con iones de carga negativa,
aniones, que con sus electrones no compartidos actúan como bases de Lewis y se pueden
asociarcovalentemente al centro metálico.

Estas especies se conocen como iones complejos o sencillamente complejos; los
compuestos que los contienen se denominan compuestos de coordinación, y las
moléculas o los iones que rodean a un ion metálico en un complejo se conocen como
agentes acomplejantes o ligantes (del vocablo latino ligare, que significa “unir”) [21].

Los iones metálicos existenfrecuentemente como complejos, por ejemplo, en una
solución acuosa el ión metálico esta usualmente coordinado a moléculas de agua u otros
ligantes, cuando se encuentra en otro tipo de solvente coordinante [22].

Normalmente los ligantes son aniones o moléculas polares, y tienen un par de
electrones de valencia no compartidos como ocurre con H2O, X, NH3, PR3, RCN, etc.

La unión entre el ligantey el ión metálico puede ser de tipo electroestática, entre
el catión y los extremos negativos de los dipolos o iones, y la capacidad para formar los
complejos dependerá del aumento de carga positiva del ión metálico y de la disminución
del tamaño de átomo.

Sin embargo, muchos iones de los metales de transición forman mas fácilmente
complejos de lo que sugiere su carga y su tamaño, comoocurre con el Al3+ y el Cr3+. Con
base a su tamaño, el cromo, con un radio de 0.62 Å, forma con mayor facilidad complejos
que el aluminio, el cuál tiene un radio de 0.45 Å [21].

Las diversas combinaciones entre los métales y los ligantes resulta en compuestos
de diferentes propiedades, tales como la solubilidad y la polaridad que pueden ser usadas
en síntesis, separaciones, purificaciones yanálisis [22].

Se debe considerar además que para entender la unión entre los iones de los
metales de transición y los ligantes, no sólo se debe considerar el aspecto electrostático,
sino que también se debe considerar un cierto grado de unión covalente [21].

1.1

Carga y numero de coordinación

La carga del complejo se determinará por el balance o suma de las cargas
positivas ynegativas con respecto al átomo central y los ligantes alrededor. Cuando los

ligantes se coordinan al metal, lo cuál ocurren en la llamada esfera de coordinación, el
átomo del ligante que se une directamente con el metal se denomina átomo donador; el
número total de átomos que actúan como donadores determina el número de coordinación
(NC), que con frecuencia depende del tamaño del ión metálico y delos ligantes que lo
rodean. Por ejemplo, el átomo de Fe3+, el cuál se coordina hasta con 6 fluoruros para dar
[FeF6]3-, solamente se une con 4 cloruros en el caso de [FeCl4]- debido al mayor tamaño
del ión Cl- en comparación con el F- [21].

1.2

Ligantes

Los ligantes necesitan para su unión con el metal al menos un par de electrones
sin compartir que sean capaces de coordinarse al iónmetálico. Los átomos que son
capaces de ésto los podemos encontrar en la esquina superior derecha de la tabla
periódica; los más importantes son el Oxígeno y el Nitrógeno, seguidos por el Carbono,
Fósforo, Azufre, Cloro, Flúor, etc. A los ligantes los podemos clasificar de acuerdo al
número de átomos donadores, como ligantes monodentados o polidentados.

1.2.1

Ligantes Monodentados

Eneste caso, los ligantes tienen sólo un punto de unión al metal, como es el caso
de moléculas pequeñas como NH3 (amonia) y H2O (acuo), o los aniones Cl- (cloruro), OR

(alcoxidos)-, R- (alquilo), entre otros. Cuando se forma un complejo a partir de un ligante
monodentado, se alteran las propiedades del metal porque el tamaño del complejo es
mayor en comparación al tamaño del ión libre....