Apticità
L’apticità è un termine coniato dal chimico Frank Albert Cotton usato nei complessi ovvero composti di coordinazione in cui si verifica la coordinazione di un legante ad un centro metallico attraverso una serie contigua di atomi. L’apticità si indica con la lettera greca η seguita da un numero che descrive un legante che coordina attraverso un certo numero di atomi contigui. Ad esempio η2 descrive un legante che coordina attraverso due atomi contigui.
Di solito si usa questa notazione solo se ci sono più atomi coinvolti nel processo di coordinazione. L’apticità, inizialmente sviluppata per indicare il numero di atomi donatori contigui di un sistema π a un metallo centrale costituisce oggi un modo per descrivere la modalità con cui un legante si lega al metallo centrale. L’apticità è, infatti, è una proprietà del legante indicando il numero di leganti direttamente legati al metallo.
Per un generico ηx se il valore di x è dispari sono presenti generalmente leganti anionici come, ad esempio, la coordinazione η5 del legante Cp è quella più comunemente osservata nei complessi ciclopentadienilici. Valori pari di x in ηx indicano, generalmente, leganti neutri del tipo -CH2=CH2
Ad esempio un η5 è il legante ciclopentadienilico che presenta tutti i cinque atomi di carbonio dell’anello che si legano al metallo di transizione. L’apticità dei leganti assume valori che vanno da 1 a 8
Apticità dei leganti
Detto M il metallo hanno apticità pari a 1 ovvero η1 leganti del tipo M-CH3, M-CH2CH3, M-C(CH3)3, M-C≡O.
Mostrano apticità pari a 2 ovvero η2 quei leganti in cui due atomi leganti sono direttamente attaccati al metallo come gli alcheni o il sale di Zeise. Quest’ultimo fu scoperto dal chimico danese William Christopher Zeise, che preparò questo composto nel 1830 mentre studiava la reazione di PtCl4 con etanolo bollente.
Hanno apticità pari a 3 η3 quei leganti in cui tre atomi dei leganti sono legati direttamente all’atomo metallico come, ad esempio i complessi π-allilici in cui il legame π è delocalizzato in tutti e tre gli atomi di carbonio e i complessi σ-allilici in cui il metallo è legato direttamente a un atomo di carbonio del legante.
Mostrano apticità pari a 4 ovvero ovvero η4 quei leganti con quattro atomi che possono donare quattro elettroni. Un esempio è costituito dal ciclobutadiene che presenta elettroni delocalizzati su quattro atomi di carbonio.
I leganti che hanno apticità pari a 5 ovvero η5 sono quelli che si legano con cinque atomi e possono donare cinque elettroni. Un esempio è il ferrocene, scoperto per caso alla fine degli anni ’40 da ricercatori della Union Carbide che occupa un posto importante nella storia della chimica organometallica, dato che fu il primo composto a sandwich di cui fu chiarita la struttura nel 1952.
Il ferrocene appartiene alla vasta classe dei metalloceni che è un complesso costituito da due anelli ciclopentadienilici legati ad un atomo di ferro centrale. Come i metalloceni è un composto a sandwich con formula Cp2Me, caratterizzato da una struttura dove i due leganti Cp sono paralleli e il metallo è al centro tra i due leganti
I leganti che hanno apticità pari a 6 ovvero η6 sono quelli che si legano con sei atomi e possono donare sei elettroni. Un esempio è costituito dal benzene mentre un esempio di quelli con apticità pari a 7 ovvero η7 è il cicloeptatriene. Un esempio di leganti che hanno apticità pari a 8 ovvero η8 sono quelli che si legano con otto atomi e possono donare otto elettroni è costituito dall’uranocene.
Denticità e apticità
La denticità è il numero di gruppi donatori dello stesso legante che si lega ad un centro metallico. Nella maggior parte dei casi, solo un atomo del legante si lega al metallo. In questo caso, chiameremo il legante come monodentato come, ad esempio, gli alogenuri, l’ammoniaca, il monossido di carbonio, l’acqua, lo ione idrossido, cianuro e tiocianato.
Se ci sono più gruppi donatori che si legano al metallo chiameremo il legante polidentato. Tra i polidentati vi sono i tridentati come la dietilentriammina, i tetradentati come la trietilentetrammina, i pentadentati come l’etilendiammino triacetato e esadentati come l’EDTA.
La denotazione di questi leganti avviene tramite il metodo della notazione k cioè se un legante è attaccato a un metallo tramite sei gruppi donatori, allora la notazione è k6.
La differenza tra apticità e denticità risiede nel fatto che l’apticità si riferisce alla coordinazione di un legante con un centro metallico tramite una serie di atomi contigui, mentre la denticità si riferisce al legame di un legante con un centro metallico tramite la formazione di legami chimici covalenti.
Pertanto l’apticità dà il numero di atomi contigui coinvolti nel processo di coordinazione mentre la denticità dà il numero di gruppi donatori del ligando che si lega ad un centro metallico.
