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Complejos de la química de coordinación
 

Complejos de la química de coordinación

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Complejos de coordinación consisten en un átomo central del metal o ion enlazado a un cierto número de grupos funcionales conocidos como ligandos.

Electrones se encuentran en lugares predecibles alrededor de núcleo de un átomo, llamados orbitales. Mayoría de los metales tiene un gran número de electrones accesibles en comparación con el grupo principal luz elementos como nitrógeno, oxígeno, carbono. Interactuaran con ligandos o coordinan a, metales en formas complejas facilitaron por estos muchos electrones accesibles.

Ligandos coordinan a los metales en muchos diferentes arreglos o geometrías, que pueden tener un efecto significativo sobre la reactividad en el centro de metal. Las orientaciones que adoptan de ligandos son afectadas por la naturaleza electrónica de los ligandos y el metal.

Este video presenta los principios de complejos metálicos y ligandos, demostrar un procedimiento para el intercambio de ligandos en un centro de metal y presentar algunas aplicaciones de complejos metálicos en química y medicina.

Ligandos entre iones simples como el cloruro y moléculas complejas como las porfirinas. La carga total de un metal complejo depende de los gastos netos del metal y cada ligando. Metales son con frecuencia positiva o catiónica, y ligandos suelen ser neutros o aniónicos.

Ligandos se coordinan a los metales a través de uno o más átomos donantes obligados al metal. El número de grupos de donantes no adyacentes en un ligando se llama denticity. Un ligando bidentado ocupa dos sitios de coordinación en un metal, por lo que un complejo con tres ligandos bidentados puede adoptar la misma geometría como un complejo con seis ligands del monodentate.

Iones o moléculas de solvente pueden interactuar con un complejo de coordinación sin interfaz directamente con el metal, a menudo actuando como iones contra. Estos también pueden estar implicados en reacciones en que ligando al menos un es sustituido por otro o sustituido.

En sustitución asociativa, el ligando nuevas coordenadas al metal y luego una de las hojas originales de ligandos o disocia. Sustitución disociativa, un ligando primero se disocia del metal, después de que el ligando nuevas coordenadas. Ligandos pueden también asociar o disociar sin sustitución, cambiando el número de átomos donantes alrededor del metal.

Complejos metálicos generalmente poseen orbitales que están lo suficientemente cercanas en energía para permitir transiciones electrónicas entre ellos. La diferencia de energía entre estos orbitales se correlaciona con ciertas propiedades de ligando. Estas propiedades se definen a menudo en la "serie spectrochemical de ligandos", la cual clasifica a los de 'débil' a 'fuerte', donde más fuerte ligandos están asociados con una mayor diferencia de energía.

Es más favorable para los electrones en orbitales con la menor energía posible. Estos orbitarios estabilizados se encuentran en los sistemas con la más amplia brecha de energía. Así, las reacciones de simple intercambio favorecen complejos con ligandos fuertes.

Complejos de coordinación absorben fotones correspondientes a la energía necesaria para las transiciones electrónicas en las separaciones de energía, a menudo en el espectro visible. La longitud de onda de la luz absorbida es el color complementario del color observado del complejo. Así, la brecha de energía creciente de intercambio de un ligando más débil por uno más fuerte puede cambiar el color del complejo.

Ahora que usted entiende los principios de complejos metálicos, vamos a ir a través de un procedimiento para examinar los cambios en las energías orbitales por una serie de reacciones de intercambio de ligando.

Para comenzar el procedimiento, obtener el ligando apropiado soluciones y cristalería. Luego, prepare una solución de 1,84 g de sólido níquel sulfato hexahidrato y 100 mL de agua desionizada. Se formará el catión hexaaquanickel verde en solución.

En una campana de humos, comenzar mezclando la solución de hexaaquanickel utilizando una barra de agitación y remover la placa. Luego, añadir 15 mL de amoníaco acuoso de 5 M y esperar a que el color de la solución cambiar a azul profundo, lo que indica la formación del catión de hexaamminenickel.

A continuación, añadir 10 mL de 30% de etilendiamina. El solución cambio de color a púrpura indica que etilendiamina ha desplazado el amoníaco, formando el catión níquel de tris (etilendiamina).

Luego, añadir 200 mL de dimetilglioxima 1% en etanol en el mismo vaso. El cambio de color de la solución de púrpura, a una suspensión de polvo rojo indica la formación de níquel poco solubles bis (dimethylglyoximato) complejo.

Por último, Añadir 30 mL de solución de cianuro de potasio de 1 M. La disolución del sólido rojo y el cambio de color de la solución a amarillo indica que los ligandos ciano han desplazado los ligandos dimethylglyoximato, formando el anión tetracyanonickelate.

Las reacciones de sustitución fueron todo espontáneas, siguiendo las predicciones de la serie spectrochemical.

La energía necesaria para provocar transiciones electrónicas dentro de estos complejos es predicha por la serie a ser más bajo para el agua y la más alta de cianuro.

Los colores complementarios asociados con cada solución son rojo, naranja, amarillo, verde y azul. La energía de la luz visible aumenta de rojo a azul, lo que sugiere que los fotones absorbidos también aumentan de energía mientras que aumenta fuerza de ligando, que corresponde a una brecha más grande entre los niveles de energía orbitales.

Complejos metálicos se utilizan en una amplia gama de dominios, de síntesis química, en el campo de la medicina.

Muchos complejos del metal se utilizan como catalizadores o reactivos en cantidades estequiométricas en síntesis orgánica. Desarrollo de nuevos catalizadores con diferentes ligandos y centros metálicos es continuo, permitiendo el acceso a nuevos compuestos químicos. Muchos de los mecanismos por los cuales se producen estas reacciones implican intercambio de ligando en el centro de metal. Una pequeña variación de ligandos puede tener un efecto grande sobre la reactividad de un metal complejo en síntesis orgánica. Una comprensión de la fuerza relativa del ligando y los efectos estérico y electrónicos de los ligandos en el complejo del metal por lo tanto es esenciales en el diseño de nuevos catalizadores.

Complejos metálicos se utilizan en la quimioterapia. Desarrollo de nuevos fármacos contra el cáncer a menudo implica evaluación de complejos similares a los medicamentos, pero usando diferentes ligandos o metales. Aquí, titanio y vanadio complejos encontraron a muestran eficacias similares en evaluaciones preliminares al cisplatino, un complejo de platino utilizado. Estos compuestos pueden interactuar con las células cancerosas en diferentes formas de cisplatino debido a las diferencias y por lo tanto pueden ser eficaces contra diferentes tipos de células cancerosas.

Agentes de contraste son complejos generalmente metálicos que, cuando introdujo en el cuerpo, interactuar con el agua en los tejidos cercanos a aumentar o disminuir la proyección de imagen de MRI. El desarrollo de nuevos agentes de contraste se centra en reducir al mínimo la toxicidad que conservando las propiedades de un agente eficaz.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a la química de coordinación. Ahora debe estar familiarizado con los principios de la química de coordinación, un procedimiento para realizar intercambio de ligando en un centro de metal y algunas aplicaciones de complejos metálicos.

¡Gracias por ver!

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