QUÍMICA DE COORDINACIÓN 1634

DEPTO. DE QUÍMICA INORGÁNICA Y NUCLEAR

UBICACIÓN SEMESTRE 6o.

TIPO DE ASIGNATURA TEÓRICO-PRÁCTICA NÚMERO DE HORAS/SEMANA

Teoría 3 Practica 3

CRÉDITOS 9

INTRODUCCIÓN. Esta asignatura tiene como finalidad proporcionar al alumno los elementos para el estudio del enlace de coordinación y los compuestos que los presentan. Se plantea hacer un análisis de los compuestos de coordinación de metales tanto representativos como transicionales y postransicionales. Se revisarán y estudiarán propiedades físicas y químicas, modelos de enlace, la reactividad y aplicaciones de los compuestos de coordinación. Objetivos Generales de Aprendizaje. Al finalizar el curso, los alumnos: Distinguirán un compuesto de coordinación de un iónico o covalente, por análisis de sus elementos compuestos y sus propiedades físicas y químicas. Utilizarán las reglas de nomenclatura para compuestos de coordinación aprobados por la IUPAC. Seleccionarán las técnicas de análisis más adecuadas para la caracterización de los compuestos y explicarán la estructura más apropiada. Utilizarán la importancia de los compuestos de coordinación en las diferentes áreas.

UNIDAD 1.- INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA DE COORDINACIÓN. h.

2

Objetivos: Al finalizar esta unidad, los alumnos: Ubicarán la química de los compuestos de coordinación. Definirán el tipo de ligantes, donadores G y M, donadores G donadores M. CONTENIDO. Introducción histórica. (Compuestos Werner-Jergensen). Teoría de ácidos y bases de Lewis aplicada a los compuestos de coordinación. Definición de ligante. Donadores G. Donadores G Aceptores M. UNIDAD 2.- CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPUESTOS DE COORDINACIÓN.3 h. Objetivos: Al finalizar esta unidad, los alumnos: Describirán las estructuras más comunes, los tipos de isómeros y estudiarán las reglas de nomenclatura para los compuestos de coordinación. Emplearán el concepto de número atómico efectivo. CONTENIDO. Propiedades físicas y químicas de los compuestos de coordinación. Números de coordinación y estados de oxidación. Estructuras e isomerías. Número atómico efectivo. Nomenclatura.

UNIDAD 3.- PROPIEDADES COORDINACIÓN.

MAGNÉTICAS

DE

LOS

COMPUESTOS DE 3 h.

Objetivos: Al finalizar esta unidad, los alumnos: Aplicarán los conocimientos que sobre magnetismo se tiene para determinar posibles estructuras. Conocerán los métodos de determinación de susceptibilidad magnética y los cálculos para obtener los valores de momentos magnéticos para diferentes configuraciones electrónicas d y f. CONTENIDO. Introducción. Diamagnetismo y paramagnetismo en los compuestos de coordinación. Momentos magnéticos como herramienta que surge para determinar geometrías y estados de oxidación en los compuestos de coordinación. Susceptibilidad magnética y métodos experimentales de determinación. Momentos magnéticos efectivos para compuestos con metales de bloque d y f. UNIDAD 4.-

TEORÍA DE ENLACE-VALENCIA.

4 h.

Objetivos: Al finalizar esta unidad, los alumnos: Aplicarán la teoría de enlace-Valencia a sistemas de coordinación. Analizarán las hibridaciones para diferentes estructuras. Comprenderán las diferencias entre complejo externo e interno. Explicarán las propiedades magnéticas de algunos compuestos de coordinación. CONTENIDO. Introducción. Adaptación del modelo de Pauling a compuestos de coordinación. Hibridaciones comunes en compuestos de coordinación. Complejos internos y externos. Propiedades magnéticas. Restricciones del modelo.

UNIDAD 5.-

MODELO DEL CAMPO CRISTALINO.

6 h.

Objetivos: Al finalizar esta unidad, los alumnos: Aplicarán el modelo electrostático a compuestos de coordinación.

Describirán la pérdida de degeneración en los orbitales por la presencia de una perturbación electrostática. Comprenderán el color en los compuestos de coordinación.

CONTENIDO. Principios del modelo. Desdoblamientos octaédricos, tetraédricos y planos cuadrados. Energía de estabilización del campo cristalino. Efectos magnéticos del desdoblamiento del campo cristalino. Serie espectroquímica. Color en los compuestos de coordinación. Propiedades termodinámicas y la teoría del campo cristalino. Energías de hidratación. Radios iónicos.

UNIDAD 6.- MODELO DE ORBITALES COMPUESTOS DE COORDINACIÓN.

MOLECULARES

APLICADO 3 h.

A

Objetivos: Al finalizar esta unidad, los alumnos: Aplicarán la teoría de orbitales moleculares para obtener una descripción más real de los compuestos de coordinación. Analizarán el carácter covalente del enlace en los sistemas de coordinación. CONTENIDO. Adaptación del modelo a sistemas coordinados. Conceptos de simetría. Diagramas de correlación en sistemas octaédricos, tetraédricos y plano cuadrados. Contribuciones G y M Retrocoordinación. El efecto Jahn-Teller.

UNIDAD 7.- COMPUESTOS DE COORDINACIÓN DE LOS METALES DEL BLOQUE d. 4 h. Objetivos: Al finalizar esta unidad, los alumnos: Describirán las estructuras y propiedades para los diferentes números de coordinación. Analizarán las tendencias de reactividad para estos compuestos. CONTENIDO. Estructuras más comunes en función del número de coordinación. Factores que afectan el número de coordinación. Configuración electrónica del metal. Tamaño del metal. Tamaño del ligante. Características, propiedades y reactividad de los elementos de la primera y segunda series de transición. UNIDAD 8.-

COMPUESTOS DE COORDINACIÓN DEL BLOQUE f.

3 h.

Objetivos: Al finalizar esta unidad, los alumnos: Definirán los estados de oxidación más comunes y los números de coordinación más frecuentes. Analizarán el carácter iónico de los sistemas del bloque f. Describirán las propiedades de los compuestos conocidos. CONTENIDO. Características generales. Tipos de enlace. Estructuras en función del número de coordinación. Reactividad y propiedades de los compuestos de coordinación con los elementos del bloque f.

UNIDAD 9.BLOQUE s y p

COMPUESTOS DE COORDINACIÓN DE LOS METALES DEL 4 h.

Objetivos: Al finalizar esta unidad, los alumnos: Describirán los compuestos conocidos y sus propiedades. Compararán estos sistemas con aquéllos de los bloques d y f. CONTENIDO. Características generales. La habilidad en los sistemas. Los éteres de corona y sus compuestos. Los derivados macrocíclicos. Comparación de las propiedades y reactividad con los compuestos del bloqued y f. UNIDAD 10.-

M E C A N I S M O S D E R E A C C I Ó N.

8 h.

Objetivos: Al finalizar esta unidad, los alumnos: Comprenderán, analizarán y describirán los productos de reacción de los compuestos de coordinación. Definirán los parámetros que intervienen en las reacciones y que influyen en la estructura de los productos. CONTENIDO. Efecto quelato. Efecto trans y cis. Mecanismos de transferencia de carga. Reacciones de óxido-reducción. Adición y eliminación. Substituciones nucleofílicas y electrofílicas. UNIDAD 11.-

S I S T E M A S B I O I N O R G Á N I C O S.

6 h.

Objetivos: Al finalizar esta unidad, los alumnos: Describirán el efecto y funcionamiento de los metales en los sistemas vivos. CONTENIDO. Iones metálicos en sistemas vivos. Metaloenzimas y metaloproteínas. Fijadores y acarreadores de oxígeno. Fijación de nitrógeno. Toxicidad de los metales.

UNIDAD 12.-

A P L I C A C I O N E S.

2 h.

Objetivos: Al finalizar esta unidad, los alumnos: Describirán los diferentes campos de aplicación de los compuestos de coordinación. CONTENIDO. Purificación y aislamiento de metales. Extracción selectiva con ligantes. Purificación final por métodos electrolíticos.

BIBLIOGRAFÍA. HUHEEY, J.E. "Química Inorgánica. Principios de estructura y reactividad" Harper & Row.New York 1982. PURCELL, K.F. and KOTZ, J.C. "Introduction to Inorganic Chemistery" Saunders. Philadelphia 1980. COTTON, F.A. and WILKINSON, G. "Basic Inorganic Chemistery" John Wiley & Sons, Inc. New York 1976. METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA. Las técnicas de enseñanza que serían deseables utilizar son: a. Discusión en pequeños grupos (obtención de conclusiones). b. Exposición por parte del profesor. c. Seminarios sobre tópicos relacionados con el curso (obligatorio en grupos de 2 ó 3 alumnos). d. Problemas y ejercicios. EVALUACIÓN. Es deseable que la evaluación sobre el procedo-aprendizaje se logre de la manera más real y objetiva; para este fin se sugiere: Porcentaje. Autoevaluaciones periódicas 10% Exámenes parciales.30% Discusiones en pequeños grupos (obtención de conclusiones).5% Seminarios obligatorios.10% Trabajos y problemas5% Laboratorio.40% REQUISITOS PARA LLEVAR EL CURSO. Es necesario que el curso tenga como antecedentes: "Estructura de la materia" "Química del estado sólido" "Union química y fundamentos de espectroscopía".