Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Nella maggior parte dei composti degli elementi del gruppo principale, gli elettroni di valenza degli atomi isolati si combinano per formare legami chimici che soddisfano la regola dell'ottetto. Ad esempio, i quattro elettroni di valenza del carbonio si sovrappongono agli elettroni di quattro atomi di idrogeno per formare CH_4. L'unico elettrone di valenza lascia il sodio e si aggiunge ai sette elettroni di valenza del cloro per formare l'unità di formula ionica NaCl (Figura 1a). I metalli di transizione normalmente non si legano in questo modo. Formano principalmente legami covalenti coordinati, una forma di interazione acido-base di Lewis in cui entrambi gli elettroni nel legame vengono forniti da un donatore (base di Lewis, ad esempio molecola di ammoniaca) a un accettore di elettroni (acido di Lewis, ad esempio ione cobalto) (Figura 1b). L'acido di Lewis nei complessi di coordinazione, chiamato ione metallico centrale (o atomo), è spesso un metallo di transizione o un metallo di transizione interna. I donatori di basi di Lewis, chiamati ligandi, possono essere un'ampia varietà di sostanze chimiche: atomi, molecole o ioni. L'unico requisito è che abbiano una o più coppie di elettroni, che possono essere donate al metallo centrale. Molto spesso, ciò comporta un atomo donatore (atomo di azoto, Figura 1b) con una coppia solitaria di elettroni che può formare un legame coordinato con il metallo.
Figura 1 (a) I legami covalenti implicano la condivisione di elettroni, mentre i legami ionici implicano il trasferimento di elettroni associati a ciascun atomo di legame, come indicato dagli elettroni colorati. (b) Tuttavia, i legami covalenti coordinati implicano che gli elettroni di una base di Lewis vengano donati a un centro metallico. Le coppie solitarie di sei molecole di ammoniaca formano legami con lo ione cobalto per formare un complesso ottaedrico.
La sfera di coordinazione è costituita dallo ione o atomo metallico centrale più i suoi ligandi attaccati. Le parentesi in una formula racchiudono la sfera di coordinazione; le specie fuori parentesi non rientrano nella sfera di coordinamento. Il numero di coordinazione dello ione o atomo metallico centrale è il numero di atomi donatori ad esso legati. Il numero di coordinazione dello ione argento in [Ag(NH_3)2]^+ è due; per lo ione rame(II) in [CuCl_4]^2^−, il numero di coordinazione è quattro; mentre per lo ione cobalto(II) in [Co(H_2O)6]^2+ il numero di coordinazione è sei.
La denominazione dei complessi
La nomenclatura dei complessi è modellata su un sistema suggerito da Alfred Werner, un chimico svizzero e premio Nobel, il cui eccezionale lavoro più di 100 anni fa gettò le basi per una comprensione più chiara di questi composti. Per denominare i complessi vengono utilizzate le seguenti cinque regole:
Quando il complesso è un catione o una molecola neutra, il nome dell'atomo metallico centrale è scritto esattamente come il nome dell'elemento ed è seguito da un numero romano tra parentesi per indicarne lo stato di ossidazione.
Quando il complesso è un anione, alla radice del nome del metallo viene aggiunto il suffisso -ate, seguito dalla designazione numerica romana del suo stato di ossidazione. A volte si usa il nome latino del metallo quando il nome inglese è scomodo. Ad esempio, si usa ferrato invece di ironato, plumbate invece di piombo e stannate invece di tinate.
Lo stato di ossidazione del metallo è determinato in base alle cariche di ciascun ligando e alla carica complessiva del composto di coordinazione. Ad esempio, in [Cr(H_2O)_4Cl_2]Br, la sfera di coordinazione (tra parentesi) ha una carica di 1+ per bilanciare lo ione bromuro. I ligandi dell'acqua sono neutri e i ligandi del cloruro sono anionici con una carica di 1− ciascuno. Per determinare lo stato di ossidazione del metallo, la carica complessiva viene posta pari alla somma dei leganti e del metallo: +1 = −2 + x, quindi lo stato di ossidazione (x) è pari a +3.
Questo testo è adattato da Openstax, Chemistry 2e, Chapter 19.2 Coordination Chemistry of Transition Metals.
I composti di coordinazione sono specie neutre costituite da un complesso neutro o da ioni complessi caricati e da controioni con carica opposta. Lo ione complesso è uno ione metallico centrale legato a molecole o ioni noti come ligandi. I ligandi sono composti con una o più coppie di elettroni.
Agiscono come basi di Lewis donando una coppia di elettroni allo ione metallico, che agisce come un acido di Lewis per formare un legame covalente coordinato. Insieme, costituiscono una sfera di coordinamento. Nel 1893, Alfred Werner propose una teoria della coordinazione per spiegare perché specifiche molecole stabili reagiscono e violano la teoria della valenza per formare composti di coordinazione.
Studiando vari complessi cobalto-ammoniaca, Werner ha ipotizzato che l'atomo di metallo centrale esibisca due tipi di interazioni di valenza. La valenza primaria è il numero di ossidazione del metallo centrale, mentre la valenza secondaria è il numero di ligandi legati a esso, detto anche numero di coordinazione. Pertanto, se il numero di ligandi limitati diminuisce, i controioni possono legarsi direttamente allo ione metallico, mantenendo la valenza secondaria.
La teoria della coordinazione di Werner è usata oggi per scrivere formule chimiche di composti di coordinazione. Iniziate con il simbolo dello ione metallico, quindi elencate tutti i ligandi in ordine alfabetico. Mettete le parentesi quadre intorno allo ione complesso ed elencate i contatori per ultimi.
Usate pedici numerici per indicare il numero di ligandi e controioni coinvolti. Per una nomenclatura sistematica dei composti di coordinazione, innanzitutto, nominate gli ioni complessi. Iniziate elencando i ligandi in ordine alfabetico.
Un ligando anionico termina con la lettera o, mentre un ligando neutro è indicato dal suo nome molecolare con poche eccezioni come acqua e ammina. Usate prefissi greci come di-tri-o tetra-per indicare il numero di ligandi. Se un prefisso è già presente nel nome del ligando, alternare i prefissi a bis-tri-o tetrakis-con il nome del ligando tra parentesi.
Quindi nominate il nome del metallo e il suo stato di ossidazione utilizzando numeri romani tra parentesi. Nel caso di un complesso anionico, il nome del metallo ha il suffisso ate. Infine, il composto di coordinazione è nominato aggiungendo prima il nome del catione, seguito dall'anione.
Pertanto, i due composti di coordinazione sono chiamati amminechlorobis(etilendiammina)cobalto(III)bromuro e diaquatetraclorocobaltato di ammonio(III)
