Densidades polielectrónicas d para los iones de transición más comunes

Resumen: Interesante de las gráficas de densidades d con Mathematica es ver como estas concuerdan con las características conocidas de los iones de transición, especialmente de los más comunes, d⁶, d⁸, diamagnéticos o d⁹, d³. Se pueden recrear también los cambios de forma, número de coordinación, configuración electrónica, etc, debidos a los cambios del estado de oxidación.

Las siguientes gráficas de combinaciones corresponden a iones o a números de coordinación muy comunes en la química de los metales de transición. Por ejemplo, para un ión d⁶ de spin bajo con todos los electrones apareados como el Fe(II), la gráfica correspondiente se muestra a continuación:

Para un ión d⁸ diamagnético la gráfica más común es la correspondiente a la combinación de las 4 densidades menos la dx²-y², lo cual nos deja ver fácilmente porque estos iones presentan NC 4 y son cuadrados planares, Ni(II) o Pt(II), etc. La transformación d⁶ a d⁸ y viceversa es uno de los pasos más comunes en catálisis homogenea con iones de transición, como se aprecia en la siguiente figura:

También podemos ver como sería esta combinación si no tenemos en cuenta ahora a la densidad dz². Para un ión d⁸ paramagnético la gráfica que se presenta más frecuentemente es la que se observa abajo a la derecha, en donde las densidades con un solo electrón son la dx²-y² y la dz², lo cual origina compuestos de coordinación tetraédricos u octaédricos.

Algo similar podemos ver para el Cu(II), un d⁹ que generalmente es cuadrado planar. También se muestra como sería un d⁹ si en lugar de combinar a la dx²-y² con el electrón desapareado dejamos a la dz² con el electrón desapareado.

Finalmente para un ión d¹⁰, con todas sus densidades llenas, vemos que la correspondiente gráfica es una esfera, y que no hay una predilección por un NC determinado ni una orientación predefinida. Para estos iones esféricos, si son pequeños, el número de coordinación es generalmente 4 tetraédrico, pues es la manera como los ligantes se evitan unos a otros, también se presentan los NC 2 o 6 dependiendo en parte del tamaño del ión central.

Ión d¹⁰

Se espera que este método tan elegante y novedoso nos permita entender de una manera más fácil las teorías a estudiar en los próximos capítulos.

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