COMPOSTI DI COORDINAZIONE
Gli elementi di transizione hanno proprietà che variano relativamente
poco andando da sinistra a destra lungo la tavola periodica; hanno inoltre
la caratteristica di avere orbitali d incompleti.
Per l’accessibilità di svariati stati di ossidazione, molti elementi di
transizione hanno proprietà catalitiche.
I loro ioni sono spesso colorati (in particolare quelli con un numero dispari
di elettroni d) perché, a causa dei numerosi livelli energetici sia pieni che
vuoti, ad energie poco diverse, hanno la possibilità di assorbire ed
emettere luce visibile.
A causa del loro elevato campo elettrico e della presenza di orbitali d
incompleti, questi ioni possono dar luogo a composti di coordinazione,
o complessi.
Uno ione complesso è costituito da un atomo metallico centrale, con
carica positiva, che coordina attorno a sé, secondo definite
geometrie, un numero definito di molecole polari o di anioni (leganti).
Il numero di leganti coordinati va di solito da 2 a 6,
ma può arrivare a 12.
Il fenomeno della coordinazione cambia il
comportamento sia del metallo che del legante.
I leganti possono formare uno o più legami con l'atomo
centrale e, nel secondo caso si dicono agenti chelanti (per
affinità con le chele di molti crostacei).
A seconda dei legami che un ligando forma con l'atomo
centrale questo si chiama monodentato, bidentato o, in
generale, polidentato.
Esempi di chelanti sono l'EDTA (etilen-diamminotetraacetato) o l'EN (etilen-diammina). I ligandi come l'acqua
o il cloro formano un solo collegamento con l'atomo
centrale, e sono quindi detti essere monodentati. L'EDTA è
esadentato, il che spiega la grande stabilità di molti dei suoi
complessi.
La nomenclatura dei complessi
Il procedimento di base per denominare un complesso è il seguente:
Si scrivono i nomi dei ligandi in ordine alfabetico.
1. I ligandi monodentati che appaiono più volte ricevono un prefisso greco
secondo il numero di occorrenze: di-, tri-, tetra-, penta-, or esa-. I ligandi
polidentati (per esempio, etilenediamina, ossalato) ricevono i prefissi
bis-, tris-, tetrakis-, e così via.
2. Gli anioni finiscono in o. Per esempio: cianuro diventa ciano.
3. Ai ligandi neutri si danno i loro soliti nomi, con qualche eccezione: NH3
diventa amino; H2O diventa aquo; CO diventa carbonile.
Si scrive il nome dell'atomo/ione centrale. Se il complesso è un anione, il
nome dell'atomo centrale finirà in -ato, e si userà il suo nome latino se
disponibile (eccetto per il mercurio).
Se lo stato di ossidazione dell'atomo centrale deve essere specificato
(quando è uno di vari stati possibili), lo si scrive come numero romano)
tra parentesi.
Esempi:
[NiCl4]2- → ione tetra-cloro-nichelato (II)
[CuNH3Cl5]3- → ione amino-penta-cloro-cuprato (II)
Geometria di coordinazione
Dal numero di coordinazione dipende la geometria del complesso
NC 2 Lineare
NC 4 Tetraedrica o quadrata planare
NC 5 bipiramide trigonale
NC 6 ottaedrica
Mettendo in soluzione insieme ioni Fe2+ e ioni CN-, si
dovrebbe osservare precipitazione dell’idrossido di ferro. In
realtà la reazione che avviene è esclusivamente la formazione
dello ione complesso esacianoferrato (II):
Fe2+ + 6 CN- = [Fe(CN)6] 4La K di equilibrio per la reazione di decomposizione di questo
complesso, ossia la K della reazione
[Fe(CN)6] 4- = Fe2+ + 6 CNKinst= [CN-]6 [Fe2+]/[Fe(CN)6]4È detta costante di instabilità, Kinst, e nel caso
dell’esacianoferrato (II) vale 10-35. la costante della reazione
inversa è detta costante di formazione.
Ioni complessi di rame
Chelati
EDTA acido etilendiammino tetracetico
Complesso metallico con EDTA
Struttura della clorofilla a
Struttura della vitamina B12
Struttura dell’eme dell’emoglobina
La ruota dei colori
