compósto di coordinazióne

compósto di coordinazióne Composto chimico (detto anche complesso) formato generalmente dalla reazione fra un sale, il cui catione è spesso un metallo di transizione, e qualche altra molecola o ione. Per es., dalla reazione fra cloruro di cobalto e ammoniaca si ottengono gli amminocomplessi del cobalto nei quali questo è lo ione centrale al quale, tramite legami di coordinazione, sono collegate le molecole del legante, cioè dell’ammoniaca. Il numero di tali legami è chiamato numero di coordinazione, e può variare da 2 a 9, anche se i valori più comuni sono 4 e 6. Un composto di coordinazione, pur tendendo a mantenere la propria identità anche in soluzione, può subire una parziale dissociazione: tuttavia soltanto gli atomi non uniti direttamente all’atomo centrale in modo covalente sono ionizzabili, cioè si ritrovano allo stato di ioni, quando si sciolga in acqua il composto. Per es., sciogliendo in acqua l’esamminocobaltocloruro si constata la presenza di ioni Cl^– e Co(NH₃)₆⁺³, ma non di ioni cobalto o di molecole di ammoniaca che formano invece insieme uno ione complesso. Al contrario, nel triamminocobaltocloruro non si ritrovano in soluzione acquosa ioni Cl^– in quanto il cloro è legato direttamente, con legame di coordinazione, al cobalto che, come nel caso precedente, coordina 6 gruppi (nel primo caso 6 gruppi amminici, nel secondo 3 gruppi amminici e 3 ioni cloro). Le formule dei composti di coordinazione si scrivono generalmente mettendo tra parentesi quadra l’atomo centrale e i gruppi a esso direttamente legati (leganti) e lasciando fuori la parentesi gli eventuali ioni uniti allo ione complesso con legame elettrostatico. Così, l’esamminocobaltocloruro si scrive [Co(NH₃)₆]Cl₃, a cui corrisponde il catione complesso [Co(NH₃)₆]⁺³, mentre il triamminocobaltocloruro, in cui i 3 atomi di cloro sono legati direttamente al cobalto, si scrive [Co(NH₃)₃Cl₃], risultando il composto a carica nulla. La carica di un composto di coordinazione può essere positiva, negativa o nulla. Molti composti di coordinazione sono forniti di colorazioni anche intense che sono alla base di saggi analitici.

I composti di coordinazione sono caratterizzati dalla loro stabilità alla dissociazione, quantitativamente espressa dalla costante di stabilità, indice delle concentrazioni relative delle specie all’equilibrio. Quelli più stabili sono costituiti da ioni di carica opposta e la stabilità è tanto maggiore quanto più piccoli sono gli ioni e maggiore la carica. Un criterio conveniente per valutare la tendenza a complessarsi degli ioni metallici è il rapporto carica/raggio. Un gruppo di particolare interesse è costituito dai derivati organometallici dei metalli di transizione.

Il concetto di coordinazione si è nel tempo allargato a sistemi più estesi delle classiche molecole complesse (metalli in matrici minerali, catalizzatori eterogenei, macromolecole ecc.), nei quali è comunque riconoscibile un centro attivo, determinato dalla presenza di un atomo metallico, le cui caratteristiche di legame, di geometria e di stabilità termodinamica sono interpretabili sulla base dei modelli offerti dai composti più semplici.

I composti di coordinazione svolgono un ruolo importante in natura: basti pensare che la clorofilla, indispensabile per la fotosintesi nelle piante, è un composto di coordinazione del magnesio e che l’emoglobina, che porta ossigeno alle cellule animali, è un composto di coordinazione del ferro. I composti di coordinazione trovano anche notevoli applicazioni industriali; per es., un catalizzatore costituito da un composto di alluminio e titanio ha consentito la polimerizzazione stereospecifica dell’etilene a bassa pressione; il cloruro d’alluminio anidro forma con molecole organiche (contenenti azoto e ossigeno) composti polarizzati, in modo tale da renderle più reattive rispetto a quelle non presenti sotto forma di coordinazione; composti di rodio agiscono come catalizzatori nelle reazioni di ossosintesi; nell’estrazione di oro e argento con il metodo della cianurazione si forma lo ione complesso Au(CN)₂⁻ ecc. Molti composti di coordinazione si usano nella elettrodeposizione, nell’analisi chimica qualitativa e quantitativa, in terapia, nella dolcificazione delle acque, nella inattivazione del rame presente nelle benzine. Infine, in biochimica lo studio del meccanismo d’azione degli enzimi, in genere molto difficile e complesso, è stato risolto in numerosi casi utilizzando modelli basati su composti di coordinazione, ciò perché molti coenzimi risultano costituiti da coordinazione di metalli quali Cu, Fe, Co, Mo ecc.