Nomenclatura IUPAC y Propiedades Esenciales de Compuestos de Coordinación y Elementos

Nomenclatura IUPAC de Compuestos de Coordinación

A continuación, se presenta una lista de diversos compuestos de coordinación, con sus fórmulas y nombres sistemáticos según las reglas de la IUPAC. Esta sección es fundamental para comprender la estructura y composición de estas importantes moléculas en la química inorgánica.

Complejos de Aminas (NH₃)

• [Cu(NH₃)₄]²⁺: Ion tetramincobre(II)
• [Ag(NH₃)₂]⁺: Ion diaminplata(I)
• [Co(NH₃)₆]³⁺: Ion hexaamincobalto(III)
• [Ni(NH₃)₆]²⁺: Ion hexaaminníquel(II)
• [Cr(NH₃)₆]³⁺: Ion hexaamincromo(III)
• [Pt(NH₃)₂Cl₂]: Cis-diaminodicloroplatino(II) / Trans-diaminodicloroplatino(II)
• [Co(NH₃)₅Cl]²⁺: Ion cloropentaamincobalto(III)
• [Co(NH₃)₄Cl₂]⁺: Ion diclorotetraamincobalto(III)
• [Cr(NH₃)₄Cl₂]⁺: Ion diclorotetraamincromo(III)
• [Co(NH₃)₃Cl₃]: Triamintriclorocobalto(III)
• [Co(NH₃)₅(NO₂)]²⁺: Ion nitropentaamincobalto(III)
• [Co(NH₃)₅(ONO)]²⁺: Ion nitritopentaamincobalto(III)
• [Pt(NO₂)₂(NH₃)₂]: Diaminodinitroplatino(II)
• [Co(NO₂)(NH₃)₅]²⁺: Ion nitropentaamincobalto(III)
• [Co(NH₃)₅(SCN)]²⁺: Ion tiocianatopentaamincobalto(III)
• [Pt(NCS)₂(NH₃)₂]: Diaminobis(tiocianato)platino(II)
• [Co(NH₃)₆]Cl₃: Cloruro de hexaamincobalto(III)
• [Co(NH₃)₄Cl₂]Cl: Cloruro de tetraamindiclorocobalto(III)
• [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂: Cloruro de pentaamminclorocobalto(III)
• [Ru(NH₃)₅(H₂O)]Cl₂: Cloruro de pentaamminacuorutenio(II)
• [Cr(NH₃)₆](NO₃)₃: Nitrato de hexaamincromo(III)
• [Pt(NH₃)₄]²⁺: Ion tetraamminplatino(II)

Complejos de Cianuro (CN⁻)

• [Fe(CN)₆]⁴⁻: Ion hexacianoferrato(II)
• [Fe(CN)₆]³⁻: Ion hexacianoferrato(III)
• [Co(CN)₆]³⁻: Ion hexacianocobaltato(III)
• [Ni(CN)₄]²⁻: Ion tetracianoniquelato(II)
• [Cr(CN)₆]³⁻: Ion hexacianocromato(III)
• [Ni(CN)₅]³⁻: Ion pentacianoniquelato(III)
• K₃[Fe(CN)₆]: Hexacianoferrato(III) de potasio
• K₄[Fe(CN)₆]: Hexacianoferrato(II) de potasio

Complejos con Etilendiamina (en) y Oxalato (ox)

• [Cr(en)₃]³⁺: Ion tris(etilendiamina)cromo(III)
• [Ni(en)₃]²⁺: Ion tris(etilendiamina)níquel(II)
• [Pt(en)₂Cl₂]: Diclorobis(etilendiamina)platino(II)
• [Co(en)₂Cl₂]⁺: Ion diclorobis(etilendiamina)cobalto(III)
• [Fe(en)₂Cl₂]⁺: Ion diclorobis(etilendiamina)hierro(III)
• [Fe(C₂O₄)₃]³⁻: Ion tris(oxalato)ferrato(III)
• [Cr(C₂O₄)₃]³⁻: Ion tris(oxalato)cromato(III)
• [Al(C₂O₄)₃]³⁻: Ion tris(oxalato)aluminato(III)
• [Co(C₂O₄)₂]⁻: Ion bis(oxalato)cobaltato(III)
• [Ni(en)(C₂O₄)₂]³⁻: Ion bis(oxalato)(etilendiamina)niquelato(II)
• [Cu(en)₂(NH₃)₂]²⁺: Ion diaminobis(etilendiamina)cobre(II)
• [Fe(en)(C₂O₄)Cl₂]⁻: Ion diclorobis(etilendiamina)oxalatoferrato(III)
• [Cr(en)₃]Cl₃: Cloruro de tris(etilendiamina)cromo(III)
• [Pt(en)₂Cl₂](NO₃)₂: Nitrato de diclorobis(etilendiamina)platino(IV)
• [Co(en)₃]₂(SO₄)₃: Sulfato de tris(etilendiamina)cobalto(III)

Complejos de Aqua (H₂O) y Carbonilo (CO)

• [Fe(H₂O)₆]³⁺: Ion hexacuoferrato(III)
• [Cr(H₂O)₆]³⁺: Ion hexacuocromato(III)
• [Cu(H₂O)₆]²⁺: Ion hexacuocobre(II)
• [Al(H₂O)₆]³⁺: Ion hexacuoaluminio(III)
• [Co(H₂O)₆]²⁺: Ion hexacuocobalto(II)
• [Mn(H₂O)₆]²⁺: Ion hexacuomanganeso(II)
• [Cr(H₂O)₄Cl₂]Cl: Cloruro de tetraacuodiclorocromo(III)
• [Ni(CO)₄]: Tetracarbonilníquel(0)
• [Fe(CO)₅]: Pentacarbonilhierro(0)
• [Mo(CO)₆]: Hexacarbonilmolibdeno(0)
• [Fe(CO)₅]³⁺: Ion pentacarbonilhierro(III)

Otros Complejos

• [Co(NO₂)₆]³⁻: Ion hexanitrocobaltato(III)
• [Fe(SCN)₆]³⁻: Ion hexatiocianatoferrato(III)
• [Co(NCS)₆]³⁻: Ion hexaisotiocianatocobalto(III)
• Na₃[Co(NO₂)₆]: Hexanitrocobaltato(III) de sodio
• [PtCl₄]²⁻: Ion tetracloroplatinato(II)
• [AuCl₄]⁻: Ion tetracloroaurato(III)
• [Zn(OH)₄]²⁻: Ion tetrahidroxozincato(II)
• [CuCl₄]²⁻: Ion tetraclorocuprato(II)
• [AlF₆]³⁻: Ion hexafluoroaluminato(III)
• [CoF₆]³⁻: Ion hexafluorocobaltato(III)
• [SnCl₆]²⁻: Ion hexaclorostanato(IV)
• [Co(NH₃)₆][Cr(CN)₆]: Hexacianocromato(III) de hexaamincobalto(III)
• [Cr(NH₃)₆][Co(CN)₆]: Hexacianocobaltato(III) de hexaamincromo(III)

Elementos Químicos: Propiedades y Características por Grupo

Esta sección detalla las propiedades y características distintivas de varios grupos de elementos en la tabla periódica, ofreciendo una visión fundamental de su comportamiento químico y aplicaciones.

Grupo 1: Metales Alcalinos

Estado de oxidación +1. Son muy reactivos con el agua, blandos, brillantes y de baja densidad.

• Hidrógeno: Elemento más abundante y ligero. Se encuentra en estado gaseoso y reacciona fácilmente con no metales.
• Litio: Inflamable y explosivo en contacto con el agua. Se usa en pilas y baterías. Se extrae de rocas o salmueras.
• Sodio: Se obtiene por electrólisis. Reacciona violentamente con el agua, formando hidróxidos y gas hidrógeno.
• Potasio: Se obtiene de minerales o por precipitación. Puede inflamarse en contacto con el agua.
• Rubidio, Cesio, Francio: Son altamente reactivos. Su uso es más limitado.

Características comunes:

• Poseen un electrón en su capa más externa, lo que facilita la formación de iones positivos.
• Alta reactividad con el agua, formando hidróxidos y gas hidrógeno.
• Baja densidad y son buenos conductores de electricidad.

Grupo 2: Metales Alcalinotérreos

Estado de oxidación +2. Son menos densos y reactivos que los metales alcalinos. Son buenos conductores, más duros y con puntos de fusión más altos.

• Berilio: Se obtiene por electrólisis. Es usado en energía nuclear y aleaciones.
• Magnesio: Presente abundantemente en la naturaleza. Es inflamable en polvo y tiene uso medicinal.
• Calcio: Usado como óxido en construcción. Se obtiene por electrólisis del CaCl₂.
• Estroncio, Bario, Radio: Son reactivos, brillantes y buenos conductores.

Características comunes:

• Son brillantes, ligeros y altamente reactivos.
• Son buenos conductores eléctricos y poseen dos electrones de valencia.

Grupo 13: Metales Térreos

Estado de oxidación +3. Todos son metales, excepto el boro (que es un metaloide). Presentan una reactividad moderada.

• Boro: Se obtiene del óxido de boro. No reacciona con el oxígeno ni con el agua.
• Aluminio: Se obtiene por electrólisis. Forma el ion Al³⁺. Reacciona con hidrógeno (AlH₃).
• Galio: Forma el ion Ga³⁺. Es usado en medicina nuclear. Se derrite en la mano, por lo que se usa en termómetros.
• Indio, Talio, Nihonio: Son menos comunes y presentan una reactividad moderada.

Grupo 14: Carbonoides (Carbono)

No metal con una fuerte tendencia a unirse consigo mismo. Se encuentra en el carbón y el petróleo.

• Presenta múltiples variedades alotrópicas (grafito, diamante, etc.).
• También se encuentra en forma de carbonato de calcio y magnesio.
• Se obtiene principalmente de minas de carbón.
• Es usado en combustibles, carbón activado y en la formación de innumerables compuestos orgánicos.

Grupo 15: Pnictógenos (Nitrógeno)

Gas diatómico muy estable (debido a su triple enlace). Constituye el 78% del aire. Es un componente esencial en aminoácidos y proteínas.

• Se obtiene por destilación fraccionada del aire líquido o por calentamiento de azidas de los grupos 1 y 2.
• Es inerte y muy estable debido a su triple enlace.

Grupo 16: Calcógenos (Oxígeno)

Gas incoloro e inodoro, muy abundante en la Tierra. Posee alta electronegatividad y forma compuestos iónicos y covalentes.

• Es el único gas diatómico de su grupo.
• Se obtiene por destilación fraccionada del aire líquido o por descomposición térmica de compuestos oxigenados.

Aplicaciones de los Compuestos de Coordinación

Los compuestos de coordinación desempeñan un papel crucial en diversas áreas, desde la industria hasta la biología. Sus propiedades únicas los hacen indispensables en múltiples procesos.

• Metalurgia: Se utilizan para extraer metales como el oro y la plata, formando complejos con cianuro. También permiten purificar el níquel al convertirlo en un compuesto gaseoso.
• Medicina: Algunos compuestos, como el EDTA, eliminan metales tóxicos del cuerpo (por ejemplo, el plomo), y otros con platino ayudan a combatir el cáncer.
• Análisis Químico: Se emplean para identificar metales como el níquel y el paladio, formando compuestos de colores específicos que permiten su detección.
• Detergentes: Incluyen agentes quelantes que atrapan el calcio del agua dura, mejorando la acción del jabón.
• Sistemas Biológicos: Forman parte de moléculas esenciales como la hemoglobina (que contiene hierro) y la clorofila (que contiene magnesio).

Teoría del Campo Cristalino y Geometría de los Complejos

La teoría del campo cristalino (TCC) explica la formación de enlaces en los compuestos de coordinación en términos de fuerzas de repulsión electrostática entre los ligandos (que aportan pares de electrones) y los electrones de los orbitales d del átomo metálico central.

El desdoblamiento del campo cristalino es la separación energética de los orbitales d en presencia de un campo de ligandos. Esta separación depende de la geometría del complejo y de la naturaleza de los ligandos.

Tipos de Geometrías y Desdoblamientos:

• Complejos Octaédricos (número de coordinación 6): Los orbitales d se dividen en dos niveles: el nivel superior (e_g) con los orbitales d_x²−y² y d_z², y el inferior (t_2g) con d_xy, d_xz y d_yz.
• Complejos Tetraédricos (número de coordinación 4): Los orbitales d se dividen en t₂ (más energético) y e (menos energético). El desdoblamiento es menor que en los complejos octaédricos.
• Complejos Plano-Cuadrados (número de coordinación 4): Presentan un patrón de desdoblamiento complejo, con el orbital d_x²−y² como el de mayor energía debido a su orientación directa hacia los ligandos en el plano.

La magnitud del desdoblamiento (∆) depende del tipo de metal y de los ligandos: los ligandos fuertes generan un mayor ∆. Este desdoblamiento influye en las propiedades magnéticas y ópticas de los complejos (por ejemplo, su color).

Isomería en Compuestos de Coordinación

La isomería es un fenómeno en el que dos o más compuestos tienen la misma fórmula molecular, pero diferente disposición de sus átomos, lo que les confiere propiedades distintas. En los compuestos de coordinación, existen varios tipos principales de isomería:

Isómeros de Esfera de Coordinación:

Ocurre cuando se intercambian ligandos entre el complejo y los iones fuera de él (es decir, entre la esfera de coordinación y la esfera externa).

Isómeros Geométricos:

Se da cuando los ligandos ocupan posiciones diferentes en el espacio alrededor del metal, aunque estén unidos a los mismos átomos.

Isómeros Ópticos:

Son compuestos quirales: tienen estructuras en espejo no superponibles, como las manos.

Isómeros de Enlace:

Ocurre cuando un ligando ambidentado (que puede unirse por dos átomos distintos) se enlaza al metal de diferente forma.