Organometálicos 4/7
Summary
TLDREl guion del video ofrece una explicación detallada de los ligandos en química inorgánica, enfocándose en su unión a metales a través de enlaces triples y dobles. Se discuten casos específicos como la coordinación de alquilos y la función de ligandos como puente entre metales, lo que resulta en la debilitamiento del triple enlace y cambios en la estructura del compuesto. Se mencionan ejemplos de ligandos como el nitrógeno, oxígeno y el monóxido de nitrógeno, destacando su importancia en procesos como la fijación de nitrógeno y la catálisis en sistemas biológicos y químicos. Además, se explora cómo la cristalografía ayuda a diferenciar entre tipos de unión de ligandos y se presentan diagramas de orbitales moleculares para entender mejor estas interacciones.
Takeaways
- 🔬 Los ligandos blandos no se unen al metal a través de un doble enlace por donación y retro donación.
- 🧬 Los compuestos orgánicos con triple enlace poseen dos orbitales pi para donar electrones.
- 🔗 Un ligando puede donar dos electrones a un solo centro metálico o actuar como ligando puente coordinando a dos centros metálicos.
- 🔭 En complejos de cobalto, el ligando alquino se dispone perpendicularmente al eje del metal, facilitando la donación de electrones.
- 🧲 La retro donación debilita el triple enlace, alargando la distancia carbono-carbono y modificando los ángulos.
- 🌿 La molécula de nitrógeno se une al metal de manera similar al monóxido de carbono, a través de donación sigma y retro donación.
- ⚗️ La catálisis de la reacción entre nitrógeno e hidrógeno para producir amoníaco implica la ruptura del enlace triple del nitrógeno.
- 🔧 Las moléculas fijadoras de nitrógeno, como las nitrogenasas, utilizan hierro como centro metálico para debilitar el enlace nitrógeno-nitrógeno.
- 🔬 La molécula de oxígeno puede actuar como ligando en los compuestos organometálicos, uniéndose de forma terminal o lateral.
- 🧪 El monóxido de nitrógeno puede unirse al metal de manera lineal o angular, comportándose de manera similar al monóxido de carbono o al oxígeno.
Q & A
¿Qué son los ligandos blandos y cómo se unen a los metales?
-Los ligandos blandos son aqueles que no forman un doble enlace con el metal a través de donación y retro-donación. Se unen a los metales a través de enlaces más débiles.
¿Cómo se forman los triples enlaces en los compuestos orgánicos con ligandos que no se unen a través de dobles enlaces?
-Los compuestos orgánicos con triple enlaces poseen dos orbitales pi con los cuales pueden donar electrones. Existen dos casos principales de unión: uno donde participa un solo orbital pi y otro donde participan ambos orbitales pi, actuando como ligando puente.
¿Cómo se describe la estructura del complejo de cobalto mencionado en el guion?
-El complejo de cobalto tiene dos átomos de cobalto, y el ligando 'al chino' se dispone de tal manera que el eje carbono-carbono del ligando es perpendicular al eje cobalto-actinio.
¿Qué sucede con el triple enlace al realizar la donación y retro-donación en los ligandos?
-La donación y retro-donación de electrones debilita el triple enlace, lo que resulta en alargamiento de la distancia carbono-carbono y modificación de los ángulos entre los carbonos.
¿Qué es el ligando dmitro y cómo se une a los metales?
-El ligando dmitro es una molécula de nitrógeno que se une a un metal directamente. La unión ocurre a través de una condonación sigma y una retro-donación, lo que puede llevar a la ruptura del enlace triple nitrógeno-nitrógeno.
¿Cómo se relaciona la molécula de nitrógeno con la catálisis de la reacción entre nitrógeno y hidrógeno para dar amoníaco?
-La molécula de nitrógeno se absorbe sobre la superficie del catalizador metálico, generalmente hierro, lo que debilita los enlaces y permite la generación de amoníaco.
¿Qué son las moléculas fijadoras de nitrógeno y cómo se relacionan con la fijación de nitrógeno?
-Las moléculas fijadoras de nitrógeno son enzimas que contienen hierro como centro metálico y que unen al nitrógeno a este centro, lo que debilita el enlace para la ruptura del mismo y la formación de otras especies de nitrógeno.
¿Qué es el ligando de oxígeno y cómo se une a los metales en los compuestos organométalicos?
-El ligando de oxígeno es la molécula de oxígeno que puede unirse a los metales en dos formas principales: como un oxígeno terminal formando un ángulo metal-oxígeno-oxígeno o como un ligando de oxígeno lateral.
¿Cómo se interpreta la unión del monóxido de nitrógeno como ligando?
-El monóxido de nitrógeno, conocido como ligando mi, puede unirse a los metales de manera lineal o angular. En el modo lineal, actúa como cation mi y en el modo angular, se comporta como el oxígeno 2 en modo terminal, siendo donador de 2 electrones en ambos casos.
¿Qué sucede con el número de electrones del complejo cuando el ligando NO cambia de modo lineal a angular?
-Cuando el ligando NO cambia de modo lineal a angular, el número de electrones del complejo disminuye en dos, pasando de 18 a 16 electrones.
Outlines
🔬 Ligandos y enlaces triples en compuestos orgánicos
El primer párrafo discute los ligandos en compuestos orgánicos, enfocándose en cómo algunos no se unen al metal a través de un doble enlace por donación y retro donación. Se menciona que los ligandos que no se unen a través de un doble enlace pueden hacerlo a través de un triple enlace, lo que implica que los compuestos con triple enlace tienen dos orbitales para donar electrones. Se describen dos casos principales de unión: uno donde un solo orbital pi participa y otro donde dos orbitales pi participan, actuando como ligando puente. Se ilustra con un ejemplo de un complejo de cobalto donde el ligando 'al' se une perpendicular al eje cobalto-carbono, y se discute cómo la donación y retro donación de electrones debilita el triple enlace, altera la distancia entre átomos de carbono y modifica los ángulos. También se menciona el ligando 'dinitrógeno' y su importancia en la catálisis y en sistemas biológicos, donde puede llevar a la ruptura del enlace triple y la generación de especies de nitrógeno útiles.
🌀 Unión de oxígeno y su rol en compuestos orgánicos
El segundo párrafo se centra en la unión de oxígeno como ligando en compuestos orgánicos, destacando dos formas principales de unión: la unión terminal y la unión lateral. Se describe cómo la unión terminal implica una donación de dos electrones por parte del oxígeno, mientras que la unión lateral implica una interacción diferente con los orbitales del metal. Se menciona la unión de oxígeno a hierro en porfirinas como un ejemplo de unión terminal y el complejo de iridio con cloro, tripeína fina y monóxido como un ejemplo de unión lateral. Se discute la reversibilidad de esta unión y cómo estos complejos pueden captar oxígeno y potencialmente ser utilizados en emergencias médicas como sustitutos temporales de la sangre. Se incluye una explicación de cómo se diferencian estas uniones mediante cristalografía y se discuten los estados de oxígeno, incluyendo el estado fundamental y los estados excitados, y cómo estos estados afectan la unión de oxígeno en los compuestos.
🔄 Cambios en la coordinación del ligando nitrógeno monóxido
El tercer párrafo explora cómo el monóxido de nitrógeno (NO) puede actuar como ligando en compuestos orgánicos, pudiendo unirse de manera lineal o angular. Se explica que en la unión lineal, NO actúa como un cation radical, donando dos electrones al metal, similar al monóxido de carbono. En cambio, en la unión angular, NO se comporta como el oxígeno molecular (O2) en su estado excitado, también donando dos electrones. Se discute cómo el cambio de la forma de coordinación de NO, de lineal a angular, reduce el número de electrones del complejo, lo que puede tener implicaciones en la estabilidad y reactivad de los complejos. Además, se menciona que este cambio en la coordinación de NO es un fenómeno que se estudia en detalle en la química de los compuestos orgánicos.
Mindmap
Keywords
💡Ligando
💡Triple enlace
💡Donación electrónica
💡Retro donación
💡Compuestos orgánicos metálicos
💡Ligando puente
💡Ligando dmitro
💡Molécula de nitrógeno
💡Fijación de nitrógeno
💡Molécula de oxígeno
Highlights
Los ligandos blandos no se unen al metal a través de un doble enlace por donación y retro donación.
Los ligandos que no se unen a través de un doble enlace pueden hacerlo a través de un triple enlace.
Los compuestos orgánicos con triple enlace poseen dos orbitales para donar electrones.
Existen dos casos principales de unión: uno con un solo orbital pi coordinando a un centro metálico y otro con dos orbitales pi coordinando a dos centros metálicos.
El ligando 'al' puede actuar como puente, donando dos electrones a cada centro metálico en el segundo caso.
La donación y retro donación debilita el triple enlace, alargando la distancia carbono-carbono y modificando los ángulos.
El ligando dmitro y la molécula de nitrógeno se unen al metal a través de condonación sigma y retro donación.
Los complejos con dmitro pueden llevar a una ruptura del enlace triple nitrógeno-nitrógeno y a la generación de especies de nitrógeno útiles.
La catálisis de la reacción entre nitrógeno y hidrógeno para dar amoníaco involucra complejos metálicos con moléculas de nitrógeno.
Las moléculas fijadoras de nitrógeno, como las enzimas con hierro como centro metálico, pueden debilitar el enlace para la ruptura y formación de otras especies de nitrógeno.
La inorgánica fijación de nitrógeno es un campo de estudio activo, con investigaciones sobre la unión de nitrógeno y su estructura.
El ligando de oxígeno, O2, se une a los compuestos organométalicos principalmente de dos maneras: mono apto y diaz.
La unión mono apto implica una donación de dos electrones a través de un orbital pi.
La unión diaz implica una donación de dos electrones a través de un orbital pi coordinando a dos centros metálicos.
Los complejos de iridio con cloro, trip en info fina y monóxido pueden captar irreversiblemente al oxígeno.
Los complejos de Vaska son ejemplos de sistemas reversibles de captura de oxígeno que podrían ser utilizados como sustitutos de la sangre.
La diferenciación entre la unión mono apto y diaz se hace a través de cristalografía, observando las distancias metal-oxígeno y oxígeno-oxígeno.
El estado más estable de la molécula de oxígeno es el basal, con un enlace de singul, mientras que el estado excitado es el singul lete.
La molécula de oxígeno en el modo terminal se puede interpretar como una donación de dos electrones hacia el metal.
El monóxido de nitrógeno como ligando puede unirse de manera lineal o angular, cambiando su comportamiento electrónica y su interacción con el metal.
El cambio de modo de coordinación del ligando NO, de lineal a angular, reduce el número de electrones del complejo.
Transcripts
los últimos ligando que habíamos visto
eran los blandos al que no se unían al
metal a través del doble enlace por
donación y retro donación y si los
ligandos al que no se unen a través del
doble enlace porque no se van a unir los
ligandos aquí nos a través de el triple
enlace los compuestos orgánicos con
triple enlaces poseen dos orbitales y
con los cuales se pueden donar
electrones vamos a tener principalmente
dos casos una unión como se unían los al
que nos donando dos electrones en este
caso uno entonces participa un solo
orbital pi se coordina a un solo centro
metálico y el ligando está donando dos
electrones
en el segundo caso participan los dos
orbitales peak y se coordinan a dos
centros metálicos actuando como ligando
puente miremos este ejemplo acá tenemos
un complejo de cobalto tiene dos cobalto
es un complejo tiene un crear de cobalto
y el ligando al 'chino' se dispone con
el eje carbono carbono del ligando
perpendicular al eje cobalto o acto es
como si lo estuviésemos viendo acá
diferente acá hay un carbono atrás de
éste vendría el otro carbono y el eje
metal metal cobalto cuanto estaría en
este sentido entonces como estamos
viendo de frente apuntando desde un
carbono veríamos un orbital pib en esta
dirección y perpendicular a ese orbital
y tenemos el otro orbital y en esta otra
dirección entonces con un orbital pib va
a donar dos electrones a un metal y con
el otro orbital y va a donar dos
electrones al otro
entonces se está donando en este segundo
caso 12 electrones a cada centro
metálico en ambos casos caso 1 caso 2
hay donación y retro donación con
debilitamiento del triple enlace
alargamiento de la distancia carbono
carbono y modificación de los ángulos
carbonos carbono carbono miremos aquí el
ligando si no estuviese unido al platino
tendría ángulo de 180 grados entre ese
carbono ese carbono y el carbono de el
metilo con el carbono del cen y lo acá
sin embargo como ocurre retro donación
este triple enlace deja de ser triple
enlace pasa a ser más un doble enlace o
algo similar y entonces acá los ángulos
de enlace varían en este mismo caso en
lo mismo no son enlaces de 180 grados
terminan siendo enlaces con un cierto
otro ligando que vamos a ver que por
definición tampoco llevaría a un
compuesto órgano metálico pero que
aparece mucho en los órganos metálicos
es el ligando dmitro y directamente la
molécula de nitrógeno 2 unida a un metal
el de nitrógeno habíamos dicho que 'se
hizo electrónico con el monóxido de
carbono y entonces se une de la misma
manera condonación sigma y retro
relación y el enlace triple de nuevo
como electro donación en este caso se
debilita la molécula de de nitrógeno es
un ligando muy estudiado porque los
complejos que forman puede llevar a una
ruptura del enlace triple nitrógeno
nitrógeno y a la generación de especie
de nitrógeno útil es el ejemplo típico
es la catálisis de la reacción entre el
nitrógeno y el hidrógeno para dar
amoníaco y el catalizador de hierro
metálico normalmente las moléculas de
nitrógeno y las del hidrógeno se
absorben sobre la superficie del hierro
metálico se debilitan los enlaces en
ambas moléculas y eso es el primer paso
que lleva
acción para generar armonía
también hay ejemplos biológicos ejemplos
de moléculas fijadoras de nitrógeno que
son enzimas en general con hierro como
centro metálico como las micro en asas
que unen al nitrógeno a ese centro
metálico y eso es lo que debilita el
enlace para la ruptura del mismo y la
formación de otras especies de nitrógeno
hay mucha gente que está estudiando esta
parte de iu o inorgánica fijación de
nitrógeno todavía por ejemplo no se sabe
bien cómo se une no se ha podido
cristalizar todavía ninguna nitrogenada
con de nitrógeno unido para ver
exactamente cómo es la estructura del
cni
una de las formas de unirse la más común
es la de la molécula de nitrógeno de
modo terminal como lo hace el monóxido
hay donación sigma a través del homo y
retro donación al humo lo cual debilita
el enlace también puede actuar como
ligando puente
entre dos metales acá como dos metales
la reprogramación va a ser mayor y por
lo tanto se va a debilitar más el enlace
y también puede ligarse de manera
lateral de la misma forma que lo hace un
alquiló con un metal
el ligando de oxígeno la molécula de
oxígeno 2 también aparece muchísimo como
un ligando en los compuestos
organometálicos y tiene dos formas
principales de unión una unión en la que
es mono apto que sería un oxígeno
terminal formando un cierto ángulo metal
oxígeno oxígeno como tenemos
estigmatizado acá este es mono apto y
una unión de costado donde el ligando de
oxígeno es díaz en este primer caso se
está uniendo como oxígeno sin culete
oxigeno singlete ya vamos a ver en las
próximas transparencias cómo es esto el
ejemplo típico es la unión de oxígeno al
hierro en las porfirinas por ejemplo en
la hemoglobina en la mioglobina en
sistemas biológicos están normalmente
unidos de esta forma de manera terminal
mono en este segundo caso es más la
unión como si fuese a través del doble
en la selva como si fuese la de un al
que no y el ejemplo típico es el
complejo de baja
en color a esta persona que fue la que
más lo estudió y la que lo describió
miremos la reacción en la que participa
este complejo es un complejo de iridio
con cloro con trip en info fina y con
monóxido que puede captar
irreversiblemente al oxígeno seguramente
no hice las cuentas pero si lo hacemos
vamos a estar pasando de un complejo de
16 electrones a un complejos de 18
electrones en este caso acá está donando
2 electrones a acá también está donando
2 electrones
esta reacción con el complejo de vasca
es reversible o sea que dependiendo de
la presión de oxígeno lo vamos a tener
al equilibrio desplazado para este lado
o para este otro lado complejos de este
tipo son muy estudiados porque podrían
ser utilizados en emergencia médica por
ejemplo porque pueden captar oxígeno y
ser utilizados como un sustituto
momentáneo de la sangre la manera de
diferenciar entre este tipo de unión y
este otro tipo de unión normalmente se
hace por cristalografía si se pueden
cristalizar los
se pueden observar perfectamente las
distancias metal oxígeno y oxígeno
oxígeno si son estas distancias
posiciones exactamente iguales quiere
decir que tenemos este tipo de
coordinación como es esta unión de
oxígeno terminal que se le interpreta
como la unión de oxígeno singul este
oxígeno se inglés te tenemos que repasar
recordar que era el oxígeno singlete es
un estado excitado de la molécula de
oxígeno
aquí tenemos diagramas de orbitales
moleculares para la molécula de oxígeno
2 y este sería el estado basal el más
estable de nuevo como es teoría de
orbitales moleculares de este lado
tenemos orbitales atómicos de un oxígeno
de este otro lado los orbitales atómicos
del otro oxígeno y acá estarían los
orbitales moleculares de la molécula de
oxígeno 2 se generaba un signo en la
santé un signo anti enlazan está acá
también seguimos enlazan t 2 pines
enlazan t y 2 orbitales tina anti enlace
antes cuando distribuíamos los
electrones las situaciones
más favorable más estable es está acá
con los electrones uno en cada uno de
los orbitales y pasteles y estos dos
electrones con el mismo speed
una especie excitada que está a 94 kilos
por mol por encima en energía que el
estado basal que vimos recién es el
oxígeno del xingú lete y este símbolo de
el tabo singlete de en el cual los dos
electrones están en un mismo orbital
están los dos apareados en el mismo
orbital o obviamente con espn es opuesto
y el otro estado excitado es parecido al
inicial pero aquí tenemos en una órbita
al pie asterisco el electrón con espn
más un medio por ejemplo y en el otro
con espn menos un medio el enlace de la
molécula de oxígeno en el modo terminal
se puede interpretar fácilmente como si
el oxígeno ahí está de manera oxígeno
sin goulette ya que la unión sería a
través de este orbital y con los dos
electrones produce donación hacia algún
orbital de del metal y el otro orbital
piqué está vacío por retro donación va a
recibir
desde algún orbital de metal o sea que
acá en este caso también habría donación
y retro donación y en lo que está
esquematizado en este dibujo acá tenemos
supongamos un orbital el de ese está
cuadrado del hierro acá hay una
adoración de tipo sigma desde el orbital
y anti enlazan te ocupado
y va a ocurrir una retro nación del tipo
pic a través de algún orbitante de ya
entonces los orbitales y asterisco del
oxígeno sin goles van interactuar de
manera diferente con los orbitales de
del metal uno es dolor cima y el otro es
aceptar y
veamos ahora el monóxido de nitrógeno
como ligando que se lo llama ligando mi
trocito el n o tiene 11 electrones es un
radical y se puede unir a un metal de
manera lineal o angular en el modo
lineal se considera que él tiene o está
como catión mi trocito este sería el
hizo electrónico con el monóxido de
carbono o sea que la manera de unirse
sería equivalente a la del monóxido de
carbono condonación y retro nación aquí
está donando dos electrones en esta
situación en el modo angular se estima
que se comporta como el año n o menos en
este caso es hizo electrónico con el
oxígeno 2 y entonces se puede
interpretar su unión como el oxígeno 2
cuando está en modo termina en este caso
también sería donador de 2 electrones
en muchos complejos el ligando gene o
puede cambiar su modo de coordinación el
cambio de modo lineal angular reduce en
dos el número de electrones de el
complejo por ejemplo pasaría a mejores
18 ambos complejos de 16 electrones si
el n o está cambiando del modo lineal a
angular
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