Complessi del cianuro

Complessi del cianuro: un’introduzione ai cianometallati

I composti di coordinazione che coinvolgono il cianuro come legante sono noti come cianometallati. Questi complessi sono tipici dei metalli di transizione e sono stati studiati per la prima volta da Alfred Werner, che ha dimostrato che formano complessi esacoordinati con struttura ottaedrica.

Cianometallati esacoordinati e pentacoordinati

I cianometallati esacoordinati sono formati da una varietà di metalli di transizione come Ti(III), V(III), Cr(III), Mn(IV), Fe(II), Co(III), Ru(III), e Os(III). Questi composti, essendo costituiti da sei ioni cianuro con carica negativa, sono prevalentemente di natura anionica.

Invece, i cianometallati pentacoordinati possono presentare una struttura bipiramidale trigonale o piramidale a base quadrata e coinvolgono metalli come Cr(II), Mn(III), Fe(II), e Co(III). Un esempio è il pentacianocobaltato [Co(CN)5]2- con struttura piramidale a base quadrata.

Complessi del cianuro con leganti aggiuntivi

Alcuni complessi del cianuro possono contenere leganti diversi dal cianuro. Ad esempio, il nitroprussiato [Fe(CN)5NO]2- è un esempio in cui il cianuro è presente insieme ad un altro legante.

Il ruolo del cianuro nei complessi del ferro

Il ferro può formare due tipi di complessi del cianuro: il ferrocianuro, con il ferro in stato di ossidazione +2, e il ferricianuro, con il ferro in ossidazione +3. Questi complessi sono importanti nella sintesi di sostanze come il Blu di Prussia e vengono utilizzati anche in diversi settori industriali.

L’interazione del cianuro con i metalli nobili

Il cianuro mostra proprietà complessanti anche con metalli nobili. Ad esempio, il cianuro di rame (I) può formare complessi solubili in presenza di ioni cianuro, come [Cu(CN)3]2- e [Cu(CN)4]3-, con diverse geometrie molecolari.

In conclusione, i complessi del cianuro giocano un ruolo significativo in chimica coordinativa e presentano interessanti proprietà che li rendono importanti sia dal punto di vista teorico che applicativo.

L’interazione del cianuro con metalli pregiati come l’oro e l’argento

Il cianuro è un composto che può formare complessi con metalli come l’oro e l’argento. Mentre l’oro è scarsamente solubile, il complesso [Au(CN)₂]^– è solubile, permettendo la solubilizzazione del metallo attraverso una reazione specifica. In modo simile, l’argento può solubilizzarsi formando il complesso [Ag(CN)₂]^–.

L’effetto del cianuro come legante di campo forte

Secondo la serie spettrochimica, l’ione cianuro agisce come un legante a campo forte. Questa serie, stabilita dal chimico R. Tsuchida nel 1938, ordina i leganti e gli ioni metallici in base alla capacità di generare campi. Gli studi spettroscopici sugli ioni metallici hanno contribuito a definire un elenco dei leganti in ordine crescente di campo.

L’effetto dei leganti sul campo cristallino

Gli orbitali d dei metalli di transizione sono influenzati dai leganti che si avvicinano, generando effetti sul campo cristallino. In presenza di leganti a simmetria ottaedrica, gli orbitali d sono destabilizzati dall’interazione con i leganti puntiformi, che porta alla separazione in due gruppi. Questo fenomeno comporta un abbassamento dell’energia degli orbitali d_xy, d_xz, d_yz, e un aumento dell’energia degli orbitali d_{x2- y2} e d^z2.

La separazione del campo dei leganti e la serie spettrochimica

La separazione del campo dei leganti, indicata con Δ e o Δ_o per simmetria ottaedrica, rappresenta la repulsione tra gli elettroni d del metallo e i leganti. Questo valore è determinante per classificare i leganti come “a campo forte” o “a campo debole”. La serie spettrochimica fornisce un’importante classificazione dei leganti in base alla loro capacità di separare il campo cristallino.

In sintesi, l’interazione del cianuro con metalli come l’oro e l’argento porta alla formazione di complessi solubili, mentre il cianuro agisce come legante di campo forte, influenzando il campo cristallino e la separazione dei livelli energetici degli orbitali d. Questi concetti sono alla base della comprensione della chimica di coordinazione e della formazione dei complessi metallici.