Quelatos

Quelato es un término muy sencillo que se refiere a la formación de anillos que incluyen al centro metálico en compuestos de coordinación. La formación de este tipo de compuestos se da cualdo un ligante con más de un "diente" se coordina a un mismo centro metálico.

En la siguiente animación se puede observar como un ligante bidentado forma un compuesto quelato, se resaltan los átomos que forman el anillo, que deben de incluir al metal y al menos dos átomos donadores de pares de electrones.

ANIMACION QUELATO

 

Por el contrario un compuesto de coordinación con ligantes monodentados, no formará quelatos. En la animación se puede observar que no hay formación de anillos.

ANIMACION NO QUELATO

 

Efecto Quelato

La formación de quelatos genera compuestos de mayor estabilidad en comparación con sus análogos que no formen quelatos, este efecto de incremento de estabilidad se llama "Efecto Quelato", por ejemplo: el compuesto [Fe(NH3)6]3+ es menos estable que el compuesto [Fe(en)3]3+, ambos compuestos tienen número de coordinación seis, tienen átomos donadores por nitrógeno y ambos tienen geometría octaedrica, la diferencia es que el complejo con etilendiamina forma quelato.

El efecto estabilizante es el resultado de varios factores como el obvio incremento en la rigidez de la molécula, probabilidad de unión del el ligante, etc. Sin embargo, no hay un efecto estabilzante en un quelato en cualquier caso. Como es de esperarse hay cirtas condiciones que se deben de cubrir para que el efecto estabilizante sea apreciable, de no cumplirse, el compuesto quelato podríia ser muy inestable o no existir.

El requisito más evidente es que los anillos que se formen no debe de estar muy tensionados, un anillo con muy pocos miembros producirá una gran tensión y por lo tanto una ruptura muy fácil. Por el contrario, un anillo de muchos miembros, también produce tensión en el anillo, además de que disminuye la probabilidad de la unión del segundo grupo donador del par electrónico durante el proceso de formación del anillo dando como resultado una menor estabilidad.

Para compuestos de coordinación de la primera serie de transición, con ligantes con aómos relativamente pequeños (los más comunmente estudiados), los anillos más estables son los de 5 miembros (incluyendo al metal), sin embargo hay numerosos casos de anillos cuatro y seis miembros que forman compuestos muy estables. Es evidente que conforme mayores sean los átomos que constituyen al quelato también serán más estables los anillos con mayor numero de átomos.

 

Otro factor que incrementa la estabilidad en compuestos que formen quelatos, es el número de anillos que forme el ligante, cuanto mayor se el número de anillos más estable sera el compuesto, es decir, en general un ligante polidentado originará complejos más estables que uno bidentado, ejemplo:

El complejo [Cu(en)2]2+ forma cada ligante un anillo con el metal

Un ligante "salen" forma tres anillos con el metal, por lo que genera compuestos más estables.