Ángulo del cono de ligando - Ligand cone angle
El ángulo del cono del ligando (un ejemplo común es el ángulo del cono de Tolman o θ ) es una medida del volumen estérico de un ligando en un complejo de metal de transición. Se define como el ángulo sólido formado con el metal en el vértice y el borde más externo de las esferas de van der Waals de los átomos del ligando en el perímetro del cono (ver figura). Los ligandos de fosfina terciaria se clasifican comúnmente usando este parámetro, pero el método se puede aplicar a cualquier ligando. El término ángulo del cono fue introducido por primera vez por Chadwick A. Tolman , un químico investigador de DuPont . Tolman desarrolló originalmente el método para ligandos de fosfina en complejos de níquel, determinándolos a partir de mediciones de modelos físicos precisos.
Casos asimétricos
El concepto de ángulo del cono se visualiza más fácilmente con ligandos simétricos, por ejemplo, PR 3 . Pero el enfoque se ha perfeccionado para incluir ligandos menos simétricos del tipo PRR′R ″ así como difosfinas. En tales casos asimétricos, los medios ángulos de los ángulos sustituyentes,θ yo/2, se promedian y luego se duplican para encontrar el ángulo total del cono, θ . En el caso de las difosfinas, laθ yo/2del esqueleto se aproxima a la mitad del ángulo de mordida del quelato , asumiendo un ángulo de mordida de 74 °, 85 ° y 90 ° para difosfinas con esqueletos de metileno, etileno y propileno, respectivamente. El ángulo del cono de Manz es a menudo más fácil de calcular que el ángulo del cono de Tolman:
| Ligando | Ángulo (°) |
|---|---|
| PH 3 | 87 |
| PF 3 | 104 |
| P (OCH 3 ) 3 | 107 |
| dmpe | 107 |
| depe | 115 |
| P (CH 3 ) 3 | 118 |
| dppm | 121 |
| dppe | 125 |
| dppp | 127 |
| P (CH 2 CH 3 ) 3 | 132 |
| dcpe | 142 |
| P (C 6 H 5 ) 3 | 145 |
| P (ciclo-C 6 H 11 ) 3 | 179 |
| P ( t -Bu) 3 | 182 |
| P (C 6 F 5 ) 3 | 184 |
| P (C 6 H 4 -2-CH 3 ) 3 | 194 |
| P (2,4,6- Me 3 C 6 H 2 ) 3 | 212 |
Variaciones
El método del ángulo del cono de Tolman asume datos de enlace empíricos y define el perímetro como la circunscripción máxima posible de un sustituyente de giro libre idealizado. La longitud del enlace metal-ligando en el modelo de Tolman se determinó empíricamente a partir de estructuras cristalinas de complejos tetraédricos de níquel. Por el contrario, el concepto de ángulo sólido deriva tanto la longitud del enlace como el perímetro de las estructuras empíricas de cristal de estado sólido. Hay ventajas para cada sistema.
Si se conoce la geometría de un ligando, ya sea mediante cristalografía o cálculos, se puede calcular un ángulo de cono exacto ( θ ). No se hacen suposiciones sobre la geometría, a diferencia del método Tolman.
Solicitud
El concepto de ángulo de cono es de importancia práctica en la catálisis homogénea porque el tamaño del ligando afecta la reactividad del centro metálico unido. En un ejemplo, la selectividad de los catalizadores de hidroformilación está fuertemente influenciada por el tamaño de los coligandos. A pesar de ser monovalentes , algunas fosfinas son lo suficientemente grandes como para ocupar más de la mitad de la esfera de coordinación de un centro metálico.
Ver también
- Ángulo de mordida
- Efectos estéricos (versus efectos electrónicos)
- Parámetro electrónico Tolman