Complessi: numero di ossidazione, complessi con carica positiva, negativa, neutri

I complessi sono costituiti da uno ione metallico, spesso metallo di transizione, detto centro di coordinazione intorno al quale sono presenti molecole o anioni detti leganti. I leganti sono uniti all’atomo centrale tramite legami covalenti coordinati.

Molti atomi, compresi quelli che hanno elettroni nell’orbitale d, come i metalli di transizione abitualmente presenti nei composti di coordinazione, possono avere diversi numeri di ossidazione.

I leganti sono basi di Lewis in quanto sono donatori di elettroni allo ione centrale che, in quanto accettore di elettroni è un acido di Lewis. I composti di coordinazione possono essere positivi come [Ag(NH₃)₂]⁺ , negativi come [Fe(CN)₆]^4- o neutri come [CoCl₃(NH₃)₃]

Per conoscere il numero di ossidazione dello ione centrale si deve considerare la carica di ogni legante e la carica complessiva nel caso il complesso non sia neutro.

Complessi neutri

 Nei complessi neutri la somma delle cariche dei leganti e quella dello ione centrale è pari a zero.

Ad esempio nel caso di [CoCl₃(NH₃)₃] tenendo presente che: NH₃ è una molecola neutra, il cloro è presente come Cl^– ed ha pertanto numero di ossidazione -1 e nel complesso sono presenti 3 Cl^– si può ottenere il numero di ossidazione del cobalto. Detto x tale numero si ha: x + 3(1-) =0 da cui x = +3

Nel caso di [Cr(H₂O)₅NH₃]Cl₂

Complessi positivi

Nei complessi positivi la somma delle cariche dei leganti e quella dello ione centrale è pari alla carica del complesso.

Ad esempio nel composto di coordinazione [Cu(NH₃)₄]²⁺ tenendo conto che NH₃ è una molecola neutra, il rame ha numero di ossidazione +2.

Nel caso del composto di coordinazione [Co(NH₃)₅Cl]²⁺, tenendo conto che NH₃ è una molecola neutra, e che il cloro è presente come Cl^– ed ha pertanto numero di ossidazione -1 detto x il numero di ossidazione del rame si ha: x – 1 = 2 da cui x = +3

Complessi negativi

Nei complessi negativi la somma delle cariche dei leganti e quella dello ione centrale è pari alla carica del complesso

Ad esempio nel composto di coordinazione [Fe(CN)₆]^4- tenendo conto che lo ione CN^– ha carica -1 detto x il numero del ferro si ha: x + 6( -1) = -4 da cui x = +2

Nel caso del composto di coordinazione [CuCl₄]^2- tenendo conto che il cloro è presente come Cl^– ed ha pertanto numero di ossidazione -1 detto x il numero di ossidazione del rame si ha: x + 4( -1) = -2 da cui x = +2

Vi sono poi composti di coordinazione che presentano una maggiore complessità.

Ad esempio nel caso di [Co(NH₃)₅CO₃]Cl si deve per prima cosa trovare la carica totale all’interno della parentesi quadrata che nel caso in specie, tenendo conto che NH₃ è una molecola neutra e che lo ione carbonato ha carica -2 detto x il numero di ossidazione del cobalto si ha che la carica è pari a x -2. Il cloro è presente come Cl^– ed ha pertanto numero di ossidazione -1 pertanto il complesso può essere scritto come [Co(NH₃)₅CO₃]⁺ e quindi rientra nell’ambito dei complessi positivi di cui al punto (2. Pertanto x – 2 = +1 quindi x = +3.

Un altro caso è fornito dal complesso K₂[OsCl₅N]: la carica totale all’interno della parentesi quadrata, detto x il numero di ossidazione dell’osmio è  x -5 e, tenendo conto che il potassio è presente come K⁺, il complesso può essere scritto come [OsCl₅N]^2-  e quindi rientra nell’ambito dei complessi negativi di cui al punto (3. Pertanto x – 5 = -2 e quindi x = +3.