Chimica di coordinazione

La chimica dei composti di coordinazione è la branca della chimica che studia gli ioni complessi, cioè delle molecole in cui un catione metallico è coordinato (cioè legato con un particolare legame chimico) ad atomi, ioni o molecole con un numero di legami superiore al suo numero di ossidazione. In particolare questa disciplina si occupa dello studio del legame coordinativo, delle specifiche metodiche sintetiche applicabili e della caratterizzazione strutturale mediante utilizzo di tecniche strumentali quali la spettrofotometria infrarossa, Mössbauer, fotoelettronica, UV/VIS e la NMR.

Descrizione[modifica | modifica wikitesto]

il rapporto che si crea tra uno ione metallico (catione) e molecole cariche negativamente (o aventi un dipolo) che si legano ad esso con legami di natura elettrostatica che prescindono dalla valenza dello ione metallico ma dipendono soltanto della sua densità elettronica (carica elettrica/volume atomico).

Questi composti in soluzione sono sottoposti ai classici equilibri stechiometrici, ma con delle costanti di equilibrio proprie, che nei calcoli vengono modificate a seconda dell'ambiente di reazione, infatti ad esempio, le molecole con carica negativa potrebbero essere delle basi, quindi soggette a variazioni di concentrazione a secondo del pH considerato - per tale motivo che si parla di costanti di equilibrio apparenti.

Anche molecole non cariche come NH₃ possono formare prodotti di coordinazione, in questo caso a fare da controparte è il doppietto di elettroni liberi dell'azoto (N). Il loro equilibrio in soluzione è molto simile a quello che si riscontra nei calcoli in situazioni di acidi e basi, quindi applicando formule simili che tengano conto delle eventuali reazioni collaterali delle molecole o degli ioni presi in considerazione.-->

Esistono svariati tipi di complessi che vanno dal semplice metallo in soluzione acquosa coordinato da molecole d'acqua a complessi metallo-enzima o metallo proteina, hanno molteplici funzioni ed applicazioni ed oggi ricoprono gran parte della ricerca in chimica inorganica.

Una grande importanza nella ricerca e nella chimica in generale dei complessi è che possono essere catalizzatori in fase omogenea per reazioni chimiche.

Sono presenti anche negli organismi biologici, nel corpo umano ad esempio, il Fe(II) è presente nell'emoglobina e nella mioglobina, coordinato agli atomi di azoto dell'anello porfirinico (gruppo eme della proteina) e svolge la funzione di legare l'ossigeno che poi verrà trasportato attraverso il sangue ai tessuti.

Numerosi enzimi, inoltre hanno bisogno di formare dei complessi con metalli per svolgere la loro funzione.

I complessi, coinvolgendo nel legame gli orbitali d del metallo sono molto spesso colorati, ad esempio è il Fe coordinato all'emoglobina a conferire al sangue la colorazione rossa. Questa caratteristica può essere sfruttata nelle titolazioni.