ligando
En química de coordinación , un ligando [a] es un ion o molécula ( grupo funcional ) que se une a un átomo metálico central para formar un complejo de coordinación . La unión con el metal generalmente implica la donación formal de uno o más de los pares de electrones del ligando, a menudo a través de bases de Lewis . [1] La naturaleza del enlace metal-ligando puede variar de covalente a iónico . Además, el orden de enlace metal-ligando puede variar de uno a tres. Los ligandos se ven como bases de Lewis., aunque se sabe que casos raros involucran "ligandos" ácidos de Lewis . [2] [3]
Los metales y los metaloides se unen a los ligandos en casi todas las circunstancias, aunque se pueden generar iones metálicos "desnudos" gaseosos en un alto vacío. Los ligandos en un complejo dictan la reactividad del átomo central, incluidas las tasas de sustitución de ligandos, la reactividad de los propios ligandos y redox . La selección de ligandos es una consideración fundamental en muchas áreas prácticas, incluida la química bioinorgánica y médica , la catálisis homogénea y la química ambiental .
Los ligandos se clasifican de muchas maneras, que incluyen: carga, tamaño (volumen), la identidad de los átomos de coordinación y la cantidad de electrones donados al metal ( denticidad o hapticidad ). El tamaño de un ligando se indica por el ángulo de su cono .
La composición de los complejos de coordinación se conoce desde principios del siglo XIX, como el azul de Prusia y el vitriolo de cobre . El avance clave ocurrió cuando Alfred Werner reconcilió fórmulas e isómeros . Demostró, entre otras cosas, que las fórmulas de muchos compuestos de cobalto (III) y cromo (III) se pueden entender si el metal tiene seis ligandos en una geometría octaédrica . Los primeros en utilizar el término "ligando" fueron Alfred Werner y Carl Somiesky, en relación con la química del silicio. La teoría permite comprender la diferencia entre el cloruro iónico y el coordinado en la amina de cobalto .cloruros y para explicar muchos de los isómeros previamente inexplicables. Resolvió el primer complejo de coordinación llamado hexol en isómeros ópticos, derribando la teoría de que la quiralidad estaba necesariamente asociada con los compuestos de carbono. [4] [5]
En general, los ligandos son vistos como donantes de electrones y los metales como aceptores de electrones, es decir, respectivamente, bases de Lewis y ácidos de Lewis . Esta descripción ha sido semicuantificada de muchas maneras, por ejemplo, modelo ECW . El enlace a menudo se describe utilizando los formalismos de la teoría de orbitales moleculares. [6] [7]
Los ligandos y los iones metálicos se pueden ordenar de muchas formas; un sistema de clasificación se centra en la "dureza" del ligando (véase también la teoría del ácido/base duro/blando ). Los iones metálicos se unen preferentemente a ciertos ligandos. En general, los iones metálicos "duros" prefieren ligandos de campo débil, mientras que los iones metálicos "blandos" prefieren ligandos de campo fuerte. De acuerdo con la teoría de los orbitales moleculares, el HOMO (orbital molecular más alto ocupado) del ligando debe tener una energía que se superponga con el LUMO (orbital molecular desocupado más bajo) del metal preferencial. Los iones metálicos unidos a ligandos de campo fuerte siguen el principio de Aufbau , mientras que los complejos unidos a ligandos de campo débil siguen la regla de Hund .
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