Iones Complejos

IONES COMPLEJOS

Los cationes pueden ejercer intensas acciones atractivas sobre los grupos negativos o sobre los extremos negativos de moléculas neutras polares, dando lugar a la formación de combinaciones de orden superior MLn que se denominan complejos. Al ión metálico se le denomina ión central del complejo y los grupos L, denominados ligandos, se unen al ión central mediante un enlacecovalente coordinado (coordinado dativo).

En el enlace covalente coordinado que se forma en el complejo, el ión metálico es el aceptor de pares de electrones, en tanto que el ligando actúa donando los pares de electrones para establecer el enlace

M (aceptor) + nL (donador) --> MLn (complejo)

Por ejemplo el ion complejo de plata-amoniaco se forma mediante la adición demoléculas de amoniaco, llamadas ligando, al ion plata, llamado ion metálico central:
Ag+ + 2 NH3 Ag(NH3)2+

A principios del siglo XX, Werner propuso que los átomos emplean cierto tipo de valencia auxiliar (además de la valencia ordinaria), para formar complejos. Según su teoría, existe una esfera interna de coordinación formada por los grupos ligando, que están unidos con mayor o menorfirmeza al átomo central metálico. En la actualidad se sabe que en la mayoría de los casos de formación de complejos, el ion metálico tiene orbitales electrónicos vacios. Los electrones que acepta de los grupos ligando llenan parcial o totalmente estos orbitales electrónicos vacios. En realidad, un metal muestra tendencia a aceptar un numero de ligandos tal, que su numero atómico efectivo seaigual al del gas noble que se encuentre a continuación de él en la tabla periódica

Consideremos por ejemplo, la formación del ion tetracianato zincato (II), Zn(CN)42-:
Numero atómico del Zn: 30
e- perdidos al formarse Zn2+: - 2
e- aportados por 4 CN- ligandos: + 8
Número atómico efectivo: 36, el mismo del Kr.

Aparentemente cada átomo metálico puede acomodar un número determinado deligandos en su esfera de coordinación. El número de coordinación de un átomo metálico es el número de enlaces que puede formar el ion metálico con los ligandos donadores.
La causa que más afecta a la estabilidad de un complejo es la fortaleza de la unión ligando-metal. La fortaleza de esta unión nos dará una medida de su estabilidad.

Un complejo será tanto más estable cuanto mayor sea la cargadel catión menor sea su tamaño, por lo regular se observa mayor estabilidad en los complejos que tienen como ion central a un ion catión metálico central pequeño y con carga positiva grande. Influye también que tenga más orbitales vacíos. Sin embargo, hay otra serie de causas que también influyen en la estabilidad de un complejo como lo son:

* Efecto quelato: Cuantos más uniones presente unmismo ligando con el catión central, más difícil será romperlas, y, por tanto, más estable será el complejo. La estabilidad de un complejo aumenta en general, si se sustituyen n ligandos monodentados por un ligando n-dentado.
* Tamaño del anillo: Al formase un complejo con un ligando polidentado se forma un ciclo; la estabilidad del complejo será máxima cuando el número de eslabones es 5, siendomenos estables los formados por 6 y 4 eslabones ya que presentan mayor repulsión entre las nubes de electrones. El resto de los anillos presenta gran inestabilidad.
* Acidez: la mayoría de los ligandos son bases de Bronsted relativamente fuertes (capaces de donar protones), por ello en medio suficientemente acido el ligando se protona, favoreciendo la disociación de los complejos.
Laconstante de equilibrio que se utiliza para equilibrios que implican un ion complejo se denomina constante de formación. La constante de formación Kf, de un ion complejo es la constante de equilibrio que describe la formación de un ion complejo a partir de un ion central y los grupos unidos a él. La expresión para la constante de equilibrio es:
M + L ML
Para generalizar, se han...