Posgrado
  1. Química Física  1.1. Termodinámica  1.1.1. Leyes de la Termodinámica  1.1.2. Entalpía y capacidad calorífica  1.1.3. Entropía y energía libre  1.1.4. Equilibrio de Fase  1.1.5. Termodinámica estadística  1.1.6. Ciclo termodinámico  1.1.7. Fugacidad y actividad  1.2. Química Cuántica  1.2.1. Principios de la mecánica cuántica  1.2.2. Ecuación de Schrödinger  1.2.3. Partícula en una caja  1.2.4. Operadores y valores propios  1.2.5. Orbitales atómicos  1.2.6. Teoría de orbitales moleculares  1.2.7. Teoría de perturbaciones  1.2.8. Teoría del enlace de valencia  1.2.9. Hibridación y enlace químico  1.3. Cinética química  1.3.1. Leyes de velocidad y mecanismos de reacción  1.3.2. Teoría de colisiones  1.3.3. Teoría del estado de transición  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reacciones en cadena y polimerización  1.3.6. Reacciones fotoquímicas  1.4. Mecánica estadística  1.4.1. Función de partición  1.4.2. Funciones de distribución molecular  1.4.3. Distribución de Boltzmann  1.4.4. Estadísticas de Bose–Einstein y Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopía  1.5.1. Espectroscopía Rotacional  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopía Electrónica  1.5.4. Espectroscopia de resonancia magnética nuclear  1.5.5. Espectrometría de Masas  1.5.6. Espectroscopía Raman  1.5.7. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  1.6. Química de superficies y coloides  1.6.1. Isoterma de absorción  1.6.2. Tensión superficial y mojado  1.6.3. Estabilidad Coloidal  1.6.4. Catalisis  1.6.5. Emulsiones y micelas  1.7. Electroquímica  1.7.1. Ecuación de Nernst  1.7.2. Células electroquímicas  1.7.3. Conductividad y movilidad  1.7.4. Guerra  1.7.5. Celdas de combustible  1.7.6. Electrólisis
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones pericíclicas  2.2. Espectroscopia y determinación estructural  2.2.1. Espectroscopía UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopía de RMN  2.2.4. Espectrometría de Masa  2.2.5. Cristalografía de rayos X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidad y actividad óptica  2.3.2. Análisis estructural  2.3.3. Isomería geométrica  2.3.4. Estereoquímica Dinámica  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.4.2. Reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio  2.4.3. Complejos de metales de transición  2.4.4. Enlace metal-carbono  2.5. Química de polímeros  2.5.1. Mecanismo de polimerización  2.5.2. Características de los Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradable  2.5.4. Polímero conductor  2.5.5. Polímeros supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Diseño y desarrollo de fármacos  2.6.2. Farmacocinética y farmacodinámica  2.6.3. Relaciones estructura-actividad  2.6.4. Acoplamiento molecular y selección de fármacos
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Teoría del campo cristalino  3.1.2. Teoría del campo de ligandos  3.1.3. Serie espectroquímica  3.1.4. Quelación y estabilidad  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalysis por complejos organometálicos  3.2.3. Metalocenos  3.3. Química bioinorgánica  3.3.1. Metaloproteínas y enzimas  3.3.2. El rol de los metales en los sistemas biológicos  3.3.3. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  3.4. Química del estado sólido  3.4.1. Estructuras Cristalinas  3.4.2. Teoría de bandas de los sólidos  3.4.3. Superconductors  3.4.4. Defectos en el cristal  3.5. Lantánidos y Actínidos  3.5.1. Configuración electrónica en lantánidos y actínidos  3.5.2. Química de coordinación de los lantánidos  3.5.3. Propiedades Magnéticas de los Lantánidos
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Resolución  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.2.2. Difracción de rayos X  4.2.3. Espectroscopía de plasma acoplado inductivamente  4.3. Métodos electroanalíticos  4.3.1. Potenciometría  4.3.2. Voltametría  4.3.3. Colometría  4.4. Espectrometría de masas  4.4.1. Técnica de Ionización  4.4.2. Patrón de Fragmentación  4.5. Chemometría  4.5.1. Análisis multidisciplinario  4.5.2. Aprendizaje Automático en Química
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.1.1. Force fields and energy minimization  5.1.2. Simulación de Monte Carlo en simulaciones de dinámica molecular  5.2. Métodos químicos cuánticos  5.2.1. Teoría de Hartree–Fock  5.2.2. Teoría del funcional de la densidad  5.2.3. Métodos semiempíricos  5.3. Diseño computacional de fármacos  5.3.1. Alineamiento Molecular  5.3.2. Modelado QSAR  5.3.3. Tamizaje Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inhibición  6.2. Metabolismo y Bioenergética  6.2.1. Glicólisis  6.2.2. Ciclo del ácido cítrico  6.2.3. Cadena de transporte de electrones  6.3. Biología Molecular  6.3.1. Replicación y reparación del ADN  6.3.2. La síntesis de proteínas  6.3.3. Regulación Génica  6.4. Bioquímica Estructural  6.4.1. Plegado de proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efecto invernadero  7.1.2. Agotamiento del ozono  7.1.3. Contaminantes del aire y humo  7.2. Química del Agua  7.2.1. pH y dureza del agua  7.2.2. Tratamiento de aguas residuales  7.2.3. Química Acuática  7.3. Química del Suelo  7.3.1. Contaminación por metales pesados  7.3.2. pH del Suelo y Amortiguación  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicología y Seguridad Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Evaluación de Riesgos en Toxicología y Seguridad Química en Química Ambiental  7.4.3. Efectos de los contaminantes en el medio ambiente

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Carbonilos Metálicos


En el vasto y complejo campo de la química inorgánica, la química organometálica representa una emocionante interfaz entre las disciplinas orgánicas e inorgánicas tradicionales. Una de las familias de compuestos por excelencia estudiadas en este campo son los carbonilos metálicos. Estos compuestos, que son extremadamente simples pero ricos en química, sirven como ejemplos fundamentales para explorar temas como los principios de enlace, la geometría molecular y la química de coordinación.

¿Qué son los carbonilos metálicos?

Los carbonilos metálicos son complejos de coordinación compuestos por metales de transición unidos a ligandos de monóxido de carbono. Estos enlaces surgen de la donación de pares de electrones solitarios de los ligandos de monóxido de carbono a los orbitales d vacíos del átomo metálico. La fórmula general de los carbonilos metálicos puede escribirse como Mn(CO)x, donde M es un metal de transición, y x es el número de ligandos de monóxido de carbono unidos a él.

Historia de los carbonilos metálicos

La historia de los carbonilos metálicos comienza a finales del siglo XIX cuando Ludwig Mond descubrió el tetracarbonilo de níquel, Ni(CO)4. Este descubrimiento abrió la puerta a un nuevo campo de estudio, ya que fue uno de los primeros compuestos identificados donde el metal está directamente unido a una molécula de monóxido de carbono. El proceso de carbonilo de níquel de Mond rápidamente destacó la importancia comercial de estos compuestos en el refinamiento de minerales de níquel.

Estructura y enlace de los carbonilos metálicos

El enlace de los carbonilos metálicos puede describirse utilizando el concepto de enlace sinérgico, que involucra tanto donación σ- como retro-donación π-:

Donación σ

El ligando de monóxido de carbono actúa como una base de Lewis, donando un par solitario del carbono al centro metálico, formando un enlace σ.

Retro-donación π

El metal también puede donar electrones de vuelta a los orbitales π* (antienlazantes) del monóxido de carbono, fortaleciendo así el enlace y estabilizando el complejo. Esta interacción dual se ilustra a continuación:

    M ← CO: ← M (donación σ)
     ← M ↔ CO: (retro-donación π)

Geometría de los carbonilos metálicos

El número y tipo de ligandos de carbonilo así como el metal central influyen en gran medida en la geometría del carbonilo metálico. Aquí hay algunos arreglos geométricos típicos:

Geometría lineal

En los casos más simples, como Ni(CO)4, la geometría es tetraédrica:

    Hey
    ,
    C
    ,
    Nee
    ,
    ugh
    ,
    C

Geometrías trigonal bipiramidal y octaédrica

Para complejos como Fe(CO)5 (trigonal bipiramidal) y Cr(CO)6 (octaédrico), las estructuras se alinean con esas geometrías, teniendo en cuenta la repulsión de dominios electrónicos según la teoría VSEPR:

    Fe(CO)5:
    ugh
    ,
    C-------Fe
    ,
    ugh
    ,
    C

    Cr(CO)6:
    ugh
    ,
    Ten million
    ,
    ugh
    ,
    Hey

Rutas sintéticas hacia los carbonilos metálicos

Los carbonilos metálicos pueden sintetizarse mediante varios métodos, como combinación directa, reacciones de sustitución y carbonilación reductora.

Combinación directa

En la combinación directa, el gas de monóxido de carbono se hace reaccionar con el metal o sus sales simples:

    Ni + 4CO → Ni(CO)4

Reacciones de sustitución

En las reacciones de sustitución, los ligandos en complejos metálicos existentes son reemplazados por ligandos de monóxido de carbono:

    [Mn(CO)5Br] + CO → [Mn(CO)6] + Br^-

Carbonilación reductora

En este método, los iones metálicos son reducidos en presencia de CO:

    Cr^3+ (aq) + 6CO + e^- → Cr(CO)6

Aplicaciones de los carbonilos metálicos

Los carbonilos metálicos juegan un papel importante como intermediarios en aplicaciones industriales y en química sintética.

Catalización industrial

El uso de carbonilos metálicos como catalizadores en procesos industriales está bien documentado, especialmente en reacciones de hidroformilación y carbonilación:

    RCH=CH2 + CO + H2 → RCH2CH2CHO

Precursor de películas metálicas y nanopartículas

Los carbonilos pueden descomponerse térmica o químicamente para formar películas metálicas puras o nanopartículas para su uso en electrónica y ciencia de materiales.

Seguridad y manejo

Los carbonilos metálicos pueden ser peligrosos debido a su volatilidad y capacidad para liberar monóxido de carbono tóxico. Se deben seguir protocolos de laboratorio adecuados, incluyendo el uso de una campana extractora y equipo de protección personal.

Conclusión

En resumen, los carbonilos metálicos representan una intersección fascinante de interacciones metal-ligando, exhibiendo escenarios de enlace únicos que desafían y avanzan nuestra comprensión de los principios de la química inorgánica. Más allá de su curiosidad teórica, también tienen una significativa aplicabilidad práctica en áreas como la catálisis y la ciencia de materiales, reflejando su importancia multifacética en el campo de la química.


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