Regla dels 18 electrons: diferència entre les revisions
m Robot afegeix: es:Regla de los 18 electrones |
m Resolent castellanismes |
||
Línia 10: | Línia 10: | ||
*Elements de la 2a i 3a sèrie de transició amb lligands σ-donadors i σ,π-donadors. En aquests, el primer orbital antienllaçant és molt més energètic, per aquesta raó no s'omple mai. Com hem dit abans aquests lligands estabilitzen estats d'oxidació alts, d'aquesta manera els complexos varien entre 12 i 18 e-. |
*Elements de la 2a i 3a sèrie de transició amb lligands σ-donadors i σ,π-donadors. En aquests, el primer orbital antienllaçant és molt més energètic, per aquesta raó no s'omple mai. Com hem dit abans aquests lligands estabilitzen estats d'oxidació alts, d'aquesta manera els complexos varien entre 12 i 18 e-. |
||
*Elements de transició amb lligands π-acceptors. En aquest cas el primer orbital antienllaçant també té una energia molt elevada, |
*Elements de transició amb lligands π-acceptors. En aquest cas el primer orbital antienllaçant també té una energia molt elevada, de manera que no s'omplirà mai, i aquests complexos no passaran mai dels 18 e-. Els lligands π-acceptors estabilitzen els estats d'oxidació baixos. Així que la majoria de compostos tindran 18 e-, amb algunes excepcions. En aquest cas és on es troben els [[compost organometàl·lic|compostos organometàl·lics]] i és on és més aplicable la regla dels 18 e-. |
||
== Excepcions de la regla == |
== Excepcions de la regla == |
||
Revisió del 16:37, 3 set 2009
La regla dels 18 electrons és una regla aplicada bàsicament a la química organometàl·lica dels metalls de transició i que permet predir l’estabilitat i la reactivitat dels complexos que formen. És una regla anàloga a la regla de l'octet usada amb els elements dels grups principals, però en aquest cas s’omplen els 5 orbitals d (10 e-), els 3 orbitals p (6 e-) i l’orbital s (2 e-), que fan un total de 18 e- (d10s2p6), d’aquesta manera aconsegueixen una configuració com la d’un gas noble.
Aplicació de la Regla dels 18 e-
Tenim 3 casos possibles que es poden donar en compostos entre metalls de transició i els lligands:
- Elements de la 1a sèrie de transició amb lligands σ-donadors i σ,π-donadors. En aquest cas el primer orbital antienllaçant té una energia prou baixa perquè s'ompli amb facilitat. A més, aquests lligands estabilitzen estats d'oxidació alts. Per aquesta raó aquests complexos varien entre 12 i 22 e-.
- Elements de la 2a i 3a sèrie de transició amb lligands σ-donadors i σ,π-donadors. En aquests, el primer orbital antienllaçant és molt més energètic, per aquesta raó no s'omple mai. Com hem dit abans aquests lligands estabilitzen estats d'oxidació alts, d'aquesta manera els complexos varien entre 12 i 18 e-.
- Elements de transició amb lligands π-acceptors. En aquest cas el primer orbital antienllaçant també té una energia molt elevada, de manera que no s'omplirà mai, i aquests complexos no passaran mai dels 18 e-. Els lligands π-acceptors estabilitzen els estats d'oxidació baixos. Així que la majoria de compostos tindran 18 e-, amb algunes excepcions. En aquest cas és on es troben els compostos organometàl·lics i és on és més aplicable la regla dels 18 e-.
Excepcions de la regla
- Degudes a la geometria del complex:
- Complexos pla-quadrats amb configuració electrònica d8. Ex: [PtCl2(PR3)2] (16 e-)
- Complexos lineals amb configuració electrònica d10. Ex: [AuCl(PR3)] (14 e-)
- Degudes a la configuració electrònica del metall i efectes estèrics:
- Metalls amb pocs electrons de valència que necessitarien un nombre de lligands excessiu a l'esfera de coordinació per arribar a 18 e-. Ex: Ti(CH2Ph)4 (8e-), [V(CO)6] (17 e-)
- Metalls rics amb electrons, en estat d'oxidació baix i amb lligands relativament poc π-acceptors i/o molt voluminosos. Ex: [Pt(PPh3)3] (16 e-)
- Els elements dels grups 3, 4, 5, 9, 10 i 11 formen força compostos amb 16 e- o per sota dels 16 e-. En canvi els dels grups 6, 7 i 8 compleixen la regla dels 18 electrons gairabé sempre.
Contatge d'electrons
Hi ha dos models per contar els electrons d'un compost, tots dos vàlids per igual:
- Model covalent:
- Considera tots els enllaços metall-lligand com a covalents.
- El metall té tots els seus electrons de valència.
- Els lligands aniònics es compten com radicals, donant 1 e-. Ex: Cl-
- Els neutres donen un parell d'electrons. Ex: CO
- Cal sumar la càrrega del complex. La càrrega (-) afegeix un e-, la càrrega (+) es treu un e-.
- Model iònic:
- Considera tots els enllaços metall-lligand com a iònics.
- El metall té els electrons corresponents al seu estat d'oxidació.
- Els lligands aniònics es compten com anions, donant 2 e-. Ex: Cl-
- Els neutres donen un parell d'electrons. Ex: CO
- No cal sumar la càrrega del complex.
Lligand | Càrrega | M. covalent | M. iònic |
H-, Me-, Ph-, halur, acil, CN-, RO-, RS-, η1-al·lil, η1-acetat | -1 | 1 | 2 |
CN, NH3, C2H4, PR3, CR2, CNR | 0 | 2 | 2 |
O2- | -2 | 2 | 4 |
η3-al·lil, η2-acetat | -1 | 3 | 4 |
NO+ | +1 | 3 | 2 |
η4-butadiè | 0 | 4 | 4 |
η5-ciclopentadiè | -1 | 5 | 6 |
η6-benzè | 0 | 6 | 6 |
Exemples
Exemple 1:
Model covalent: (cada Molibdè)
- C5H5 → 5 e-
- 3 x CO → 6 e-
- Enllaç Mo-Mo → 1 e-
- Mo → 6 e-
Total: 18 e-
Model iònic: (cada Molibdè)
- C5H5- → 6 e-
- 3 x CO → 6 e-
- Enllaç Mo-Mo → 1 e-
- Mo+ → 5 e-
- Total: 18 e-
Exemple 2:
Model covalent: (cada Molibdè)
- C5H5 → 5 e-
- NO → 3 e-
- R2C → 2 e-
- PPh3 → 2 e-
- Re → 7 e-
- (+) → -1 e-
Total: 18 e-
Model iònic: (cada Molibdè)
- C5H5- → 6 e-
- NO+ → 2 e-
- R2C → 2 e-
- PPh3 → 2 e-
- Re+ → 6 e-
- Total: 18 e-
Referencies
- Mitchell, P. R.; Parish, J. The Eighteen-Electron Rule. J. Chem. Educ. 1969, 46, 811–814.
- Jensen, W. B. The origin of the 18-electron rule. J. Chem. Educ. 2005, 82, 28.