Estaba buscando en esta cuestión donde le la final complejo formado cuando se agrega un exceso de 1, 2-diaminoethane y solución acuosa de sulfato de cobre (II).
Por lo que la ecuación que he trabajado a cabo habría sido: $$\ce{[Cu(H2O)6]^2+ + 3(NH2CH2CH2NH2)-> [Cu(NH2CH2CH2NH2)3]^2+ + 6H2O}.$ $
Por lo tanto trabajé fuera del complejo que: $$\ce{[Cu(NH2CH2CH2NH2)3]^2+}$ $
Sin embargo la respuesta fue: $$\ce{[Cu(NH2CH2CH2NH2)2(H2O)2]^2+}$ $
¿Por qué es esto?
Orthocresol ya apuntaba hacia la Jahn-Teller efecto. El efecto existe en $\ce{[Cu(H2O)6]^2+}$, el hexaaquacopper(II) de cationes, pero más acentuada en el tetraammindiaquacopper(II) catión $\ce{[Cu(NH3)4(H2O)2]^2+}$. Comparar una imagen de la compleja como se muestra a continuación:
Incluso a simple vista se puede ver que el cobre-oxígeno bonos son mucho más largas que las de cobre-nitrógeno. La medición de las distancias en las estructuras cristalinas que contiene cationes da $203~\mathrm{pm}$ $\ce{Cu-N}$ bonos y $251~\mathrm{pm}$$\ce{Cu-O}$.[1] ¿por Qué es este el caso? A la respuesta que necesitamos para referirse a los orbitales moleculares esquema de un típico complejo octaédrico:[2]
Los tres últimos grupos de orbitales que contienen seis MOs en total son típicamente poblada por el ligando solitario pares que forman las coordenadas de los bonos. El siguiente conjunto de dos grupos de cinco orbitales en total - son el metal d-orbitales que pueden (o no pueden, en caso de $\mathrm{t_{2g}}$) interactuar con los ligandos. Para el cobre(II), tenemos que llenar en nueve de metal d-electrones, lo que significa que el $\mathrm{t_{2g}}$ nivel es totalmente poblada, mientras que $\mathrm{e_g}$ tiene tres electrones en los dos orbitales - un estado desnaturalizado.
Este estado desnaturalizado no es la energía óptima. La energía puede ser liberada si nos arreglan para unequalise la $\mathrm{e_g}$ orbitales, darles diferentes energías y tener el menor energético de un ser totalmente poblada. Recuerde que el $\mathrm{e_g}$ orbitales que se $\mathrm{d}_{x^2-y^2}$$\mathrm{d}_{z^2}$. En un gedankenexperiment, quite los dos ligandos en $z$-dirección simétricamente alejados del metal del centro. Cualquier orbital que tiene un $z$ contribución debe ahora ser estabilizado, más notablemente, que incluye a $\mathrm{d}_{z^2}$. El orbital esquema se ve un poco diferente, el complejo " la simetría es no $O_\mathrm{h}$ pero $D_\mathrm{4h}$, pero hemos ganado la energía por ser capaz de diferenciar entre el $\mathrm{d}_{x^2-y^2}$ $\mathrm{d}_{z^2}$ orbitales. Esta es la Jahn-Teller efecto.
Consecuencias del efecto que ammin ligandos preferentemente de coordenadas de cobre(II) equatorially, y que el tetraammindiaqua complejo es el preferido en alta aquaeous las concentraciones de amoníaco. Hexaammincopper(II) sólo puede prepararse en amoníaco líquido al mejor de mi conocimiento.
Ahora vamos a considerar el uso de $\ce{en}$ (etilendiamina) en lugar de $\ce{NH3}$. El puente entre los dos grupos amino es lo suficientemente largo para un puente a través de una arista del octaedro, pero no más. La sustitución de todos los ecuatorial ligandos con $\ce{en}$ tiene sentido, porque vamos a conseguir otra muy simétrico compleja $\ce{[Cu(en)2(H2O)2]^2+}$, y debido a que estos son los que son reemplazados primero. Si ahora nos quiso reemplazar las dos otras moléculas de agua, se crearía un lugar distorsionada $\ce{[Cu(en)3]^2+}$ complejo, donde los dos $\ce{en}$ moléculas tienen un corto, fuerte y uno largo, unión débil. Esta es una condición desfavorable, ya que el primero más corto, el más fuerte de los bonos tiene que ser debilitado para llegar allí. En resumen, $\ce{en}$ se comporta como el amoníaco y sólo ocupa las posiciones ecuatoriales, no la axiales. Una consecuencia nuevamente de Jahn-Teller.
[1]: Datos tomados de Profesor Klüfers' internet scriptum para su general y química inorgánica curso en la universidad ludwig maximilian de Múnich (artículo 23.4).
[2]: Primero se presenta en esta respuesta y originalmente tomado de Profesor Klüfers de coordinación de curso de química.
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