Grado 12
  1. Estado sólido  1.1. Clasificación de sólidos  1.2. Celosía cristalina y celda unitaria  1.3. Eficiencia de Embalaje  1.4. Densidad de la celda unidad  1.5. Imperfecciones en sólidos (defectos puntuales y lineales)  1.6. Propiedades Eléctricas de los Sólidos (Conductores, Aislantes y Semiconductores)  1.7. Propiedades Magnéticas de los Sólidos (Materiales Diamagnéticos, Paramagnéticos y Ferromagnéticos)
  2. Solución  2.1. Tipos de Soluciones (Homogéneas y Heterogéneas)  2.2. Expresando la concentración de soluciones (masa %, volumen %, molaridad, molalidad, normalidad, fracción molar)  2.3. Solubilidad de sólidos y gases en líquidos (ley de Henry)  2.4. La ley de Raoult y las soluciones ideales y no ideales  2.5. Propiedades del síndrome  2.6. Masa molar anormal y factor de Van't Hoff
  3. Electroquímica  3.1. Celdas electroquímicas (celdas galvánicas y electrolíticas)  3.2. Célula galvánica y EMF de la célula  3.3. Pontencial de electrodo estándar y serie electroquímica  3.4. Ecuación de Nernst y sus aplicaciones  3.5. Conductividad y celdas electrolíticas (conductividad específica, molar y equivalente)  3.6. La ley de Kohlrausch y sus aplicaciones  3.7. Baterías (celdas primarias y secundarias)  3.8. Corrosión y su prevención
  4. Cinética química  4.1. Velocidad de reacción química  4.2. Factores que afectan la velocidad de reacción (concentración, temperatura, catalizador, área superficial)  4.3. Orden y molecularidad de la reacción  4.4. Ecuaciones de tasa integrada (orden cero, primero y segundo)  4.5. Vida media de una reacción  4.6. Teoría de colisiones y energía de activación  4.7. Ecuación de Arrhenius y sus aplicaciones
  5. Química de superficies  5.1. Adsorción y sus tipos (Fisisorción y Quimisorción)  5.2. Catalisis y sus tipos (homogénea y heterogénea)  5.3. Coloides y sus propiedades (efecto Tyndall, movimiento Browniano, coagulación)  5.4. Emulsiones y geles  5.5. Aplicaciones de los coloides
  6. Principios generales y procesos de separación de elementos  6.1. Presencia de metales y minerales  6.2. Concentración de minerales (separación por gravedad, flotación por espuma, separación magnética)  6.3. Extracción de metales en bruto (tostado, calcinación, reducción)  6.4. Principios termodinámicos y electroquímicos de la metalurgia  6.5. Refinación de Metales
  7. Elementos del bloque p  7.1. Elementos del grupo 15 (nitrógeno y fósforo)  7.2. Elementos del Grupo 16 (Oxígeno, Azufre y sus Compuestos)  7.3. Elementos del Grupo 17 (Halógenos y sus Compuestos)  7.4. Elementos del Grupo 18  7.5. Propiedades y Tendencias en Elementos del Bloque p  7.6. Compuestos importantes de los elementos del bloque p (amoníaco, fosfina, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico)  7.7. Compuestos interhalógenos y sus aplicaciones
  8. Elementos del bloque d y del bloque f  8.1. Propiedades Generales de los Metales de Transición  8.2. Propiedades de los metales de transición interna (lantanoides y actinoides)  8.3. Contracciones de los lantanoides y actinoides  8.4. Química de Coordinación de Elementos del Bloque d
  9. Compuestos de coordinación  9.1. La teoría de Werner y los conceptos modernos  9.2. Número de coordinación y tipo de ligando  9.3. Nomenclatura de Compuestos de Coordinación  9.4. Isomería (geométrica y óptica) en compuestos de coordinación  9.5. Enlace en compuestos de coordinación (Teoría del enlace de valencia y teoría del campo cristalino)  9.6. Estabilidad y aplicaciones de los compuestos de coordinación en medicina e industria
  10. Haloalcanos y haloarenos  10.1. Clasificación y nomenclatura de haloalcanos y haloarenos  10.2. Propiedades Físicas y Químicas de Haloalcanos y Haloarenos  10.3. Mecanismo de Reacciones de Sustitución Nucleofílica (SN1 y SN2)  10.4. Usos y efectos ambientales (agotamiento del ozono, CFCs)
  11. Alcohol, fenol y éter  11.1. Estructura y clasificación de alcoholes, fenoles y éteres  11.2. Preparación y propiedades de los alcoholes  11.3. Preparación y propiedades del fenol  11.4. Preparación y propiedades de los éteres  11.5. Reacciones y Usos Químicos
  12. Aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos  12.1. Estructura y nomenclatura de aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos  12.2. Preparación y propiedades de aldehídos y cetonas  12.3. Reacciones químicas en aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos (adición nucleofílica, oxidación y reducción)  12.4. Preparación y propiedades de los ácidos carboxílicos  12.5. Reacciones químicas y usos de los ácidos carboxílicos
  13. Compuestos orgánicos que contienen nitrógeno  13.1. Aminas (clasificación, estructura, basicidad)  13.2. Preparación y propiedades de las aminas  13.3. Reacciones de Aminas (Diazotización, Reacción de Carbylamina)  13.4. Sales de diazonio y sus aplicaciones en la industria de pinturas
  14.1. Carbohidratos (clasificación y propiedades)  14.2. Proteínas (Estructura y Función)  14.3. Enzimas (Mecanismo y Función)  14.4. Ácidos nucleicos (ADN y ARN)  14.5. Vitaminas y hormonas
  15. Polímero  15.1. Clasificación de polímeros (Adición, Condensación, Copolímeros)  15.2. Tipos de polimerización (radical libre, iónica, condensación)  15.3. Polímeros importantes y sus usos  15.4. Polímeros biodegradables y no biodegradables
  16. La química en la vida cotidiana  16.1. Medicamentos y su clasificación (analgésicos, antipiréticos, antibióticos, antiácidos)  16.2. Químicos en alimentos y cosméticos (conservantes, edulcorantes artificiales, antioxidantes)  16.3. Agentes de limpieza y detergentes (jabones, detergentes sintéticos, surfactantes)  16.4. Química Ambiental (Contaminación, Química Verde, Química Sostenible)

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Compuestos de coordinación


Los compuestos de coordinación, también llamados compuestos complejos, son moléculas que tienen una estructura compleja que consiste en un átomo o ion metálico central unido a otras moléculas o iones. Estas otras moléculas o iones se conocen como ligandos. Los conceptos de compuestos de coordinación son importantes en química, particularmente en química inorgánica, debido a sus aplicaciones en biología, procesos industriales y ciencia de materiales.

Terminología básica

Antes de entrar en los detalles de los compuestos de coordinación, es importante entender algunos términos fundamentales:

  • Átomo/ion metálico central: Este es el átomo/ion que se sitúa en el centro del complejo de coordinación. A menudo proviene de metales de transición.
  • Ligandos: Estos son iones o moléculas que se unen al átomo/ion metálico central. Los ligandos pueden ser moléculas neutras como el amoníaco (NH 3) o especies cargadas como los iones cloruro (Cl -).
  • Número de coordinación: Es el número de átomos de ligando que están unidos directamente al metal central. Por ejemplo, si un metal está unido a 4 ligandos, su número de coordinación es 4.
  • Esfera de coordinación: Esto incluye al átomo metálico central y sus ligandos adheridos, que están encerrados en corchetes. Por ejemplo, en [Co(NH 3)6]Cl3, la esfera de coordinación es [Co(NH3)6].

Tipos de ligandos

Los ligandos se pueden clasificar en función de cuántas veces se unen al átomo metálico central:

  • Ligandos unidentados: Estos ligandos se unen a través de un único átomo donador. Ejemplos incluyen H 2 O, NH 3, y Cl -.
  • Ligandos bidentados: Estos tienen dos átomos donadores que pueden unirse al centro metálico simultáneamente. Un ejemplo de esto es la etilendiamina (en), que se coordina a través de sus dos átomos de nitrógeno.
  • Ligandos polidentados: Estos ligandos tienen múltiples puntos a través de los cuales pueden coordinarse con el metal. Dichos ligandos forman quelatos, y ejemplos incluyen el EDTA (etilendiaminotetraacetato).

Ejemplos de compuestos de coordinación

Para entender mejor los compuestos de coordinación, veamos algunos ejemplos y sus estructuras.

Ejemplo 1: [Fe(CN)6]-3

Es un ejemplo de un compuesto de coordinación donde el ion metálico central es hierro (Fe) y los ligandos son iones cianuro (CN -).

    Fe(CN)₆³⁻ |  / | CN⁻ CN⁻  /  / Fe³⁺ /  /  CN⁻ CN⁻ | /  | CN⁻ CN⁻
    Fe(CN)₆³⁻ |  / | CN⁻ CN⁻  /  / Fe³⁺ /  /  CN⁻ CN⁻ | /  | CN⁻ CN⁻

Ejemplo 2: [Cu(NH3)4]2+

En este complejo de coordinación, el cobre (Cu) es el ion metálico central, y está coordinado por cuatro moléculas de amoníaco (NH 3).

    NH₃ NH₃  / Cu²⁺ /  NH₃ NH₃
    NH₃ NH₃  / Cu²⁺ /  NH₃ NH₃

Nomenclatura de los compuestos de coordinación

La nomenclatura de los compuestos de coordinación sigue reglas específicas establecidas por la IUPAC. Al nombrar estos compuestos, el ligando se nombra primero, seguido del átomo/ion metálico central. Algunas de las reglas básicas son las siguientes:

  • Los ligandos se nombran alfabéticamente, independientemente de su carga.
  • Los ligandos aniónicos a menudo terminan en la letra 'o' (por ejemplo, cloruro se convierte en cloro, sulfato se convierte en sulfato).
  • El metal central se nombra, y si todo el ion complejo es un catión, retiene su nombre. Si es un anión, el nombre del metal termina con 'ato' (por ejemplo, cobaltato para cobalto).
  • El estado de oxidación del metal en el complejo se da en números romanos entre paréntesis.

Por ejemplo:

  • [Cu(NH3)4]2+ se nombra tetraaminocobre(II).
  • [CoCl4]2- se nombra tetrachlorocobaltato(II).

Isomerismo en compuestos de coordinación

Al igual que los compuestos orgánicos, los compuestos de coordinación también pueden mostrar isomerismo. Los isómeros son compuestos que tienen la misma fórmula química pero diferente disposición de átomos. En química de coordinación, hay varios tipos de isomerismo:

  • Isomerismo estructural: Esto incluye isómeros con diferentes valencias de átomos. Sus tipos incluyen:
    • Isomerismo de ionización: Surge cuando un ion ubicado en la esfera de coordinación cambia de lugar con un ion ubicado fuera de ella.
    • Isomerismo de hidratación: ocurre debido a la sustitución de una molécula de agua dentro de la esfera de coordinación.
  • Isomerismo estereoisomérico: En este caso, la conectividad de los átomos es la misma, pero la disposición espacial es diferente. Estos incluyen:
    • Isomerismo geométrico: Implica diferentes arreglos geométricos. Por ejemplo, isómeros cis y trans.
    • Isomerismo óptico: Estos isómeros tienen imágenes especulares no superponibles, conocidas como enantiómeros.

Ejemplo visual: isomerismo geométrico en [PtCl2(NH3)2]

    Isómero Cis Isómero Trans NH₃ NH₃ | | Cl-Pt-Cl NH₃-Pt-Cl | | NH₃ Cl
    Isómero Cis Isómero Trans NH₃ NH₃ | | Cl-Pt-Cl NH₃-Pt-Cl | | NH₃ Cl

Estabilidad de los compuestos de coordinación

La estabilidad de un compuesto de coordinación se ve afectada por una variedad de factores, incluyendo:

  • Naturaleza del ion metálico: Los iones metálicos con mayor carga positiva y menor tamaño iónico forman complejos más estables.
  • Naturaleza del ligando: Los ligandos quelantes generalmente forman complejos más estables debido al efecto quelato.
  • El número de coordinación y la geometría también afectan la estabilidad, con ciertas geometrías que conducen a arreglos más estables.

Aplicaciones de los compuestos de coordinación

Los compuestos de coordinación tienen numerosas aplicaciones en varios campos:

  • Catalisis: Los complejos de metales de transición a menudo se utilizan como catalizadores en reacciones químicas industriales.
  • Medicina: Algunos compuestos, como el cisplatino, se usan en quimioterapia para tratar el cáncer.
  • Sistemas biológicos: Los complejos metálicos juegan roles importantes en procesos biológicos. La hemoglobina y la clorofila son ejemplos de compuestos de coordinación que se encuentran de manera natural.
  • Ciencia de materiales: Los complejos se utilizan en la síntesis de nuevos materiales con propiedades especiales, tales como capacidades magnéticas y electrónicas.

Conclusión

Los compuestos de coordinación, con sus diversas estructuras y comportamientos, son fundamentales para muchos aspectos de la química y brindan importantes conocimientos sobre el enlace químico, las estructuras moleculares y las reacciones complejas. A medida que este campo sigue creciendo, tiene el potencial de muchas innovaciones en ciencia y tecnología.


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