Teora del campo cristalino Compuestos de coordinacin Teora

Teoría del campo cristalino Compuestos de coordinación

Teoría del campo cristalino Postulados • Los ligantes están representados por cargas puntuales. • Las interacciones M-L son netamente electrostáticas. • Existe repulsión entre los electrones del metal y los ligantes. • Esta interacción es diferencial depende de la disposición espacial de los ligantes alrededor del metal (geometría de coordinación). • Como consecuencia se produce desdoblamiento de los orbitales d

Geometría de coordinación Lineal Antiprisma cuadrado tetraédrica plano cuadrada Bipirámide pentagonal octaédrica

Orbitales dx 2 -y 2 , dz 2 menos estables respecto al campo esférico Orbitales dxy, dyz, dxz más estables respecto al campo esférico

Teoría de campo cristalino • -Orbitales d, combinación lineal de seis funciones matemáticas • -Modelo muy sencillo desarrollado por físicos (Bethe y Van Vlecke). Interacciones electrostáticas: • -Ion aislado los orbitales son degenerados • -Campo esféricamente simétrico de cargas negativas alrededor del ion central los orbitales aumentan de energía pero son degenerados.

Geometría octaédrica

Geometría octaédrica : desdoblamiento orbital +0. 6 o = +6 Dq -0. 4 t = - 4 Dq

Distribución electrónica en geometría octaédrica (Oh) Iones d 1 , d 2 , d 3 , d 8 , d 9 , d 10 presentan una sola configuración

Distribución electrónica en geometría octaédrica (Oh) Iones d 4 , d 5 , d 6 , d 7 : dos configuraciones posibles

Complejos de alto y bajo spin Iones d 1 , d 2 , d 3 , d 8 , d 9 una sola configuración Iones d 4 , d 5 , d 6 , d 7 dos configuraciones posibles

Energía de estabilización producida por el campo cristalino Estados de spin y fuerza de campo ligante

Geometría tetraédrica (Td) z x y ENTORNO Td Se desestabilizan dxy dxz dyz

Complejos tetraédricos Desdoblamiento orbital

Factores que determinan el valor de 1 - Geometría del complejo : T =4/9 o Los complejos tetraédricos son siempre de alto spin y bajo campo

Factores que determinan el valor de 2. Estado de oxidación del ión metálico: aumenta con el aumento del estado de oxidación del ión metálico [Fe(H 2 O)6] 2+ = 10. 000 cm-1 [Fe(H 2 O)6] 3+ = 14. 000 cm -1 [Co(H 2 O)6] 2+ = 9. 700 cm-1 [Co(H 2 O)6] 2+ = 18. 000 cm -1

Factores que determinan el valor de 3. - Naturaleza del ión metálico : ubicación en la tabla periódica aumenta a medida que se baja en un grupo [ Co(NH 3) 6]3+ o = 22. 900 cm -1 [ Rh(NH 3) 6]3+ o = 34. 100 cm -1 [ Ir(NH 3) 6]3+ o = 41. 000 cm -1 Los complejos de la 2 y 3 ra serie son siempre de bajo spin

Factores que determinan el valor de 4. Los ligantes ( serie espectroquímica ) I- < Br- < S 2 - < SCN- < Cl- < NO 3 - < F- < OH- < C 2 O 42 - < H 2 O < NCS< CH 3 CN < NH 3 < en < bpy < phen < NO 2 - < PPh 3 < CN- < CO

Jørgensen sugiere que el valor de Δo se puede estimar considerando que está gobernado por dos factores independientes, uno procedente del metal ( g ) y otro del ligante ( f ), de esta manera: Δo = f x g f describe la fuerza del campo de un ligante relativa al agua, a la que se le ha asignado el valor de 1. 00, el intervalo de valores de este parámetro va de 0. 7 para el Br- (campo débil) hasta 1. 7 para el CN- (campo fuerte). g este factor es característico del ion metálico y varía de 8000 a 36000 cm-1. La ecuación anterior es útil para aproximar el valor de Δo y al combinarla con las energías de apareamiento, es factible predecir si un complejo será de alto espín o bajo espín

Distorsión de complejos octaédricos Distorsión de un complejo octaédrico a) Elongación del eje z complejo tetragonal distorsionado b) Complejo cuadrado plano

Geometría Cuadrada plana (d 4 h) Se estabilizan los orbitales que tienen componente z dxz, dyz , dz 2 Se desestabilizan los orbitales que tienen componentes xey dx 2 -y 2

Complejos cuadrado plano

Desdoblamiento orbital en distintas geometrías