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Uno ione complesso è una specie chimica formata da un atomo metallico centrale, spesso con uno stato di ossidazione positivo, che è legato da un gruppo di molecole neutre o ioni negativi, attraverso legami covalenti dativi o coordinati. L’atomo metallico centrale è detto centro di coordinazione (motivo per cui si dice che questi sono una specie di complesso di coordinazione), mentre le molecole o gli ioni che donano le coppie di elettroni dai legami coordinati sono chiamati ligandi.
A seconda della carica elettrica del centro metallico e di quella dei ligandi, gli ioni complessi possono essere positivi (cationi complessi) o negativi (anioni complessi).
Gli ioni complessi sono molto più comuni di quanto possiamo immaginare e fanno parte dei sali complessi. Infatti la sua presenza in un sale è proprio ciò che lo classifica come sale complesso.
Caratteristiche degli ioni complessi
Alcuni tratti caratteristici di queste specie chimiche sono:
- L’atomo di metallo centrale è quasi sempre un metallo di transizione (blocco d) o un metallo di transizione interno (blocco f, costituito da lantanidi e attinidi). In alcuni casi possono essere metalli del blocco p.
- Possono esistere in soluzione o come sali complessi allo stato solido.
- Poiché l’atomo centrale riceve una coppia di elettroni in un legame covalente dativo, si comporta come un acido di Lewis.
- I ligandi possono essere molecole neutre come l’acqua (H 2 O) o l’ammoniaca (NH 3 ) oppure possono essere anioni mono o poliatomici come lo ione cloruro (Cl – ) o lo ione cianuro (CN – ).
- I ligandi devono sempre avere atomi con coppie solitarie di elettroni non condivise, come nel caso di molti composti contenenti ossigeno, azoto, zolfo e fosforo.
- I ligandi, essendo donatori di coppie di elettroni, sono basi di Lewis.
- Lo stesso ligando può contribuire con più di una coppia di elettroni attraverso più di un atomo con coppie solitarie di elettroni, nel qual caso viene solitamente chiamato agente chelante, come nel caso dell’etilendiamminotetraacetato o EDTA 4- ione .
Tipi di ioni complessi
A seconda delle particolari caratteristiche del centro metallico e dei ligandi che lo circondano, si possono distinguere diversi tipi di ioni complessi:
cationi complessi
Sono ioni complessi con carica positiva.
anioni complessi
Sono ioni complessi con cariche negative.
Ioni complessi mononucleari con ligandi monodentati
Sono i più comuni e si riferiscono a quelli che contengono solo un centro metallico circondato da ligandi che contribuiscono solo con una coppia di elettroni ciascuno. Questo tipo di ligando è chiamato ligando monodentato.
Chelati: ioni complessi mononucleari con leganti polidentati
Sono quelli in cui un singolo centro metallico è legato a un singolo ligando, ma attraverso molteplici legami coordinati. I ligandi con diversi atomi donatori sono chiamati ligandi polidentati o agenti chelanti e i complessi che formano con metalli diversi sono chiamati chelati. Se il complesso ha una carica elettrica sarà anche uno ione complesso.
ioni complessi polinucleari
Esistono esempi di ioni complessi in cui più centri metallici sono legati tra loro, o attraverso un legame metallico (come nel caso dello ione [Re 2 Cl 4 ] 2-) o attraverso un ligando bidentato che fa da ponte tra i due centri metallici (come nel caso dello ione [(NH 3 ) 5 ] Co – NH 2 – Co(NH 3 ) 5 ] 5+ ). Questo tipo di complesso è chiamato complesso polinucleare, poiché ha più di un centro di coordinamento.
Esempi di ioni complessi
Come accennato all’inizio, gli ioni complessi possono essere sia positivi che negativi, il centro metallico può essere positivo o neutro e i ligandi ad esso collegati possono essere sia molecole neutre che ioni negativi. Inoltre, possono contenere uno o più punti focali. Ecco alcuni esempi che evidenziano queste caratteristiche.
Esempio 1: Il catione [(NH3)5Ru(C 4 H 4 N 2 )Ru(NH 3 ) 5 ] 5+
Questo è un esempio di catione polinucleare complesso con leganti neutri e centri metallici positivi.
Esempio 2: L’anione esacianoferrato (II) o [Fe(CN) 6 ] 4+
Questo è un esempio di uno ione complesso mononucleare con un atomo centrale positivo, ma una carica netta negativa.
Esempio 3: [Co(SO 4 )(NH 3 ) 5 ] +
[Co(SO 4 )(NH 3 ) 5 ] + è un catione mononucleare complesso che ha un centro di cobalto (III) circondato da 5 ammino ligandi neutri e un ligando solfato negativo.
Esempio 4: [Au 6 C(PPh 3 ) 6 ] 2+
Questo è un altro esempio di uno ione complesso polinucleare caricato positivamente in cui un anione carburo fa da ponte a tutti i centri metallici costituiti da 6 cationi oro(I).
Riferimenti
Composto di coordinazione – Ligandi e chelati . (2021). Estratto il 29 maggio 2021 da https://www.britannica.com/science/coordination-compound/Ligands-and-chelates
Cotone, Frank Albert; Wilkinson, Geoffrey, Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfredi. (1999). Chimica inorganica avanzata. 6a ed. Wiley
Lawrance, Geoffrey A. (2010). Introduzione alla Chimica della Coordinazione . wiley. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9780470687123
