Ligando
En química de coordinación , un ligando [a] es un ion o molécula ( grupo funcional ) que se une a un átomo 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 consideran bases de Lewis , aunque se sabe que en casos raros se"Ligandos" ácidos de Lewis . [2] [3]
Los metales y metaloides están unidos a 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 ligandos en sí mismos y redox . La selección de ligandos es una consideración crítica en muchas áreas prácticas, incluida la química bioinorgánica y medicinal , la catálisis homogénea y la química ambiental .
Los ligandos se clasifican de muchas maneras, que incluyen: carga, tamaño (volumen), la identidad de los átomos coordinadores y el número de electrones donados al metal ( denticidad o hapticidad ). El tamaño de un ligando está indicado por su ángulo de 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 se produjo cuando Alfred Werner reconcilió fórmulas e isómeros . Mostró, entre otras cosas, que las fórmulas de muchos compuestos de cobalto (III) y cromo (III) pueden entenderse 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 cloruro iónico y coordinado en la ammina de cobaltocloruros 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 compuestos de carbono. [4] [5]
En general, los ligandos se consideran donantes de electrones y los metales aceptores de electrones, es decir, respectivamente, bases de Lewis y ácidos de Lewis . Esta descripción se ha semicuantificado de muchas formas, por ejemplo, modelo ECW . El enlace se describe a menudo utilizando los formalismos de la teoría de los 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 de 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 fuertes. De acuerdo con la teoría del orbital molecular, el HOMO (orbital molecular ocupado más alto) 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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