El cianato es un anión con la fórmula estructural [O = C = N] - , generalmente escrito OCN - . También se refiere a cualquier sal que lo contenga, como el cianato de amonio .
Es un isómero del anión fulminato mucho menos estable [C - ≡N + O] - . [1]
Un éster de cianato es un compuesto orgánico que contiene el grupo cianato.
El ion cianato es un ligando ambidentado , que forma complejos con un ion metálico en el que el átomo de nitrógeno o de oxígeno puede ser el donante del par de electrones. También puede actuar como ligando puente .
Ion cianato
Los tres átomos de un ion cianato se encuentran en línea recta, lo que le da al ion una estructura lineal. La estructura electrónica se describe más simplemente como
- : Ö̤ − C≡N:
con un enlace C − O simple y un enlace C≡N triple. El espectro infrarrojo de una sal de cianato tiene una banda de aprox. 2096 cm -1 ; una frecuencia tan alta es característica de un triple enlace . [2] El ion cianato es una base de Lewis . Tanto los átomos de oxígeno como los de nitrógeno transportan un solo par de electrones y uno u otro, o ambos, pueden ser donados a los aceptores de ácido de Lewis . Puede describirse como un ligando ambidentado .
Sales de cianato
El cianato de sodio es isoestructural con el fulminato de sodio , lo que confirma la estructura lineal del ion cianato. [3] Se elabora industrialmente calentando una mezcla de carbonato de sodio y urea . [4]
- Na 2 CO 3 + 2 OC (NH 2 ) 2 → 2 NaNCO + CO 2 + 2 NH 3 + H 2 O
Se usa una reacción similar para producir cianato de potasio . Los cianatos se producen cuando se oxidan los cianuros . Este hecho se utiliza en procesos de descontaminación con cianuro donde se utilizan oxidantes como el permanganato y el peróxido de hidrógeno para convertir el cianuro tóxico en un cianato más seguro.
Complejos con el ion cianato
El cianato es un ligando ambidentado que puede donar el par de electrones en el átomo de nitrógeno o el átomo de oxígeno, o ambos. Estructuralmente, los isómeros se pueden distinguir por la geometría del complejo. En los complejos de cianato con enlace N , la unidad M-NCO a veces tiene una estructura lineal, pero con el cianato enlazado con O, la unidad M-O-C está doblada. Por lo tanto, el complejo de cianato de plata, [Ag (NCO) 2 ] - , tiene una estructura lineal tal como se muestra por cristalografía de rayos X . [5] Sin embargo, la estructura cristalina del cianato de plata muestra cadenas en zigzag de átomos de nitrógeno y átomos de plata. [6] También existe una estructura
suboficial / \Ni Ni \ / OCN
en el que se dobla el grupo Ni-NC. [5]
La espectroscopia infrarroja se ha utilizado ampliamente para distinguir entre isómeros. Muchos complejos de metales divalentes están unidos por N. Se ha sugerido la unión O para complejos del tipo [M (OCN) 6 ] n - , M = Mo (III), Re (IV) y Re (V). El complejo amarillo Rh (PPh 3 ) 3 (NCO) y el complejo naranja Rh (PPh 3 ) 3 (OCN) son isómeros de enlace y muestran diferencias en sus espectros infrarrojos que pueden usarse para el diagnóstico (PPh 3 significa trifenilfosfina ). [7]
El ion cianato puede crear un puente entre dos átomos de metal utilizando sus dos átomos donantes. Por ejemplo, esta estructura se encuentra en el compuesto [Ni 2 (NCO) 2 ( en ) 2 ] [ BPh 4 ] 2 . En este compuesto tanto la unidad Ni − N − C como la unidad Ni − O − C están dobladas, aunque en el primer caso la donación es a través del átomo de nitrógeno. [8]
Cianato en compuestos orgánicos
Los compuestos orgánicos que contienen el grupo funcional −N = C = O se conocen como isocianatos . Es convencional en química orgánica escribir isocianatos con dos dobles enlaces, lo que concuerda con una teoría simplista del enlace de valencia del enlace. En las reacciones de sustitución nucleofílica , el cianato suele formar un isocianato. Los isocianatos se utilizan ampliamente en la fabricación de productos de poliuretano [9] y plaguicidas ; El isocianato de metilo , utilizado para fabricar plaguicidas, fue un factor importante en el desastre de Bhopal .
Los compuestos que contienen el grupo -O-C≡N, se conocen como cianatos o ésteres de cianato . Los cianatos de arilo, como el cianato de fenilo, C 6 H 5 OCN, se pueden formar mediante una reacción de fenol con cloruro de cianógeno , ClCN, en presencia de una base.
Referencias
- ^ William R. Martin y David W. Ball (2019): "Pequeños fulminantes orgánicos como materiales de alta energía. Fulminatos de acetileno, etileno y aleno". Journal of Energetic Materials , volumen 31, número 7, páginas 70-79. doi : 10.1080 / 07370652.2018.1531089
- ↑ Nakamoto, Part A, p171
- ^ Wells, p722.
- ↑ Greenwood, p324
- ↑ a b Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . pag. 325. ISBN 978-0-08-037941-8.(haga clic aquí }
- ^ D. Britton, JD Dunitz: La estructura cristalina del cianato de plata , Acta Crystallogr. (1965). 18, 424-428, doi : 10.1107 / S0365110X65000944
- ^ Nakamoto, Parte B, págs. 121-123.
- ^ Greenwood, tabla 8.9
- ^ Seymour, Raymond B .; Kauffman, George B. (1992). "Poliuretanos: una clase de materiales versátiles modernos". J. Chem. Educ. 69 (11): 909. Código Bibliográfico : 1992JChEd..69..909S . doi : 10.1021 / ed069p909 .
enlaces externos
- Hoja de datos de seguridad del material para cianato de potasio
Bibliografía
- Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
- Nakamoto, K. (1997). Espectros infrarrojos y Raman de compuestos inorgánicos y de coordinación . Parte A (5ª ed.). Wiley. ISBN 0-471-16394-5.
- Nakamoto, K. (1997). Espectros infrarrojos y Raman de compuestos inorgánicos y de coordinación . Parte B (5ª ed.). Wiley. ISBN 0-471-16392-9.
- Wells, AF (1962). Química inorgánica estructural (3ª ed.). Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-855125-8.