El Postulado de Wegner establece que en los compuestos metálicos, los átomos metálicos se encuentran en una estructura coordinada, donde cada átomo metálico está rodeado por un número determinado de átomos vecinos.

- Número de coordinación 4: Estructura tetraédrica, como en el diamante.

- Número de coordinación 6: Estructura octaédrica, como en el cloruro de sodio (NaCl).

- Número de coordinación 8: Estructura cúbica, como en el cloruro de calcio (CaCl2).

El Postulado de Wegner es fundamental para entender la estructura y propiedades de los compuestos metálicos, ya que la coordinación de los átomos metálicos desempeña un papel crucial en la determinación de las características físicas y químicas de estos materiales.

A continuación, se presentan las geometrías más comunes asociadas a diferentes números de coordinación.

Los términos "cis" y "trans" se utilizan para describir la posición relativa de dos ligandos idénticos (o grupos similares) con respecto al átomo o ión metálico central.

1. Cisplatino: que actua en la quimioterapia contra el cáncer.

- Descripción: Es un complejo de platino con dos ligandos amoníaco y dos cloruro, en configuración cis.

-Uso: Tratamiento de cánceres como el de ovario, testículo y vejiga.

-Funcionamiento: Se une al ADN de las células cancerosas, bloqueando su replicación y causando la muerte celular.

   - Metal Central: Platino (Pt)

  - Número de Coordinación: 4

  - Descripción: Utilizado en la quimioterapia para el tratamiento de varios tipos de cáncer. El cisplatino interfiere con el ADN en las células cancerosas, impidiendo su replicación.

  - Número de Coordinación: 4

- Descripción: Similar al cisplatino, pero con un perfil de efectos secundarios diferente. Se utiliza en el tratamiento de cáncer de ovario y otros tipos.

- Número de Coordinación: 4

- Descripción; Aunque no es un medicamento en sí mismo, se ha estudiado su uso en la preparación de compuestos que pueden tener actividad biológica

Los agentes de contraste son compuestos que se administran al paciente para mejorar la visibilidad de ciertas estructuras o tejidos durante un examen de imagen médica. Su función principal es aumentar el contraste entre diferentes tipos de tejidos o entre tejido sano y patológico, facilitando un diagnóstico más preciso.

Ejemplo: Complejos con Gadolinio (Gd³⁺) en Resonancia Magnética (MRI)

- Qué es el gadolinio: Es un metal de tierras raras con propiedades paramagnéticas, lo que significa que altera el campo magnético local cuando se encuentra en un tejido.

- Cómo funciona: Los complejos de gadolinio se inyectan generalmente por vía intravenosa. En el cuerpo, estos compuestos afectan la relajación de las moléculas de agua cercanas en los tejidos. Esto modifica la señal que recibe la máquina de resonancia magnética, haciendo que ciertas áreas aparezcan más brillantes o con mayor contraste en las imágenes.

- Beneficios médicos: Gracias a esta mejora en el contraste, los médicos pueden identificar con mayor precisión lesiones pequeñas, tumores, inflamaciones o problemas vasculares que podrían pasar desapercibidos en una MRI sin contraste. Además, facilita la evaluación del tamaño, forma y extensión de las lesiones.

- Seguridad y consideraciones: Aunque los agentes con gadolinio son generalmente seguros, en algunos casos pueden causar reacciones adversas o acumularse en pacientes con problemas renales. Por eso se evalúa cuidadosamente su uso y se han desarrollado nuevos complejos con menor toxicidad.

- Número de Coordinación: 6 (en complejos como el hemo)

- Descripción: El hierro es esencial en la hemoglobina, que transporta oxígeno en la sangre. Los complejos de hierro también se utilizan en tratamientos de anemia.

1. Coordinación de los átomos metálicos: Cada átomo metálico en un compuesto metálico está rodeado por un número fijo de átomos vecinos, formando una estructura coordinada.

2. Número de coordinación: El número de átomos vecinos que rodean a cada átomo metálico se conoce como el número de coordinación. Este número varía según el tipo de metal y el compuesto.

3. Geometría de la coordinación: La disposición espacial de los átomos vecinos alrededor del átomo metálico central sigue una geometría específica, como tetraédrica, octaédrica, cúbica, etc.

4. Estabilidad de la estructura: La estructura coordinada de los átomos metálicos confiere estabilidad a los compuestos metálicos, ya que permite una distribución eficiente de los electrones de valencia.

• Lineal: Es la geometría más común y de menor energía. El átomo central se encuentra entre los dos ligandos, formando un ángulo de 180°. Ejemplos:

  
  

  [Ag(NH₃)₂]⁺ Y [Au(CN)₂]^-

3. Terapias con Complejos Metálicos o Suplementos Minerales

Los complejos metálicos y suplementos minerales son compuestos que contienen metales esenciales o terapéuticos unidos a ligandos específicos, lo que les permite interactuar de manera selectiva con procesos biológicos en el cuerpo. Estas terapias aprovechan las propiedades químicas y biológicas de los metales para tratar diversas enfermedades o mejorar la salud.

Ejemplos y Aplicaciones:

1. Complejos de Oro para Artritis Reumatoide

   - Contexto: La artritis reumatoide es una enfermedad autoinmune que causa inflamación crónica en las articulaciones, dolor y daño progresivo.

   - Uso del oro: Desde hace décadas, ciertos compuestos de oro (como el aurotiomalato y el aurotioglucosa) se han utilizado como agentes antirreumáticos. Estos complejos actúan modulando la respuesta inmunitaria y reduciendo la inflamación en las articulaciones.

   - Mecanismo: Aunque no se conoce completamente, se cree que los complejos de oro inhiben la proliferación de células inflamatorias y disminuyen la producción de mediadores químicos que causan daño articular.

   - Beneficios: Ayudan a aliviar síntomas, mejorar la movilidad y retrasar el progreso de la enfermedad.

   - Consideraciones: Pueden presentar efectos secundarios como toxicidad renal o reacciones alérgicas, por lo cual su uso debe ser controlado médicamente.

2. Complejos de Cobre y Zinc con Propiedades Antimicrobianas y Antiinflamatorias

   - Cobre:

     - Es un metal esencial para muchas enzimas del cuerpo.

     - Los complejos de cobre tienen capacidad para generar especies reactivas del oxígeno que pueden destruir bacterias y hongos, mostrando actividad antimicrobiana.

     - Además, el cobre participa en procesos antiinflamatorios, ayudando a reducir la inflamación en tejidos lesionados o infectados.

   - Zinc:

     - Fundamental para la función inmunológica y reparación celular.

     - Los compuestos de zinc poseen propiedades antivirales, antibacterianas y antiinflamatorias.

     - Se usan en suplementos para fortalecer el sistema inmune o en cremas tópicas para acelerar la cicatrización de heridas.

Aplicaciones Médicas

- Acción específica: Estos complejos metálicos pueden dirigirse a procesos biológicos específicos como la modulación del sistema inmunitario, eliminación de microorganismos patógenos o reducción de inflamación.

- Tratamiento personalizado: Dependiendo del tipo de enfermedad —infecciosa, inflamatoria o autoinmune— se seleccionan los metales y ligandos adecuados para maximizar eficacia y minimizar efectos secundarios.

- Suplementos minerales: Además de los complejos terapéuticos, los suplementos minerales (como sales de zinc o cobre) son fundamentales para mantener niveles óptimos de estos elementos en el organismo, previniendo deficiencias que puedan afectar la salud general.

• Trigonal Plana: El átomo central se encuentra en el centro de un triángulo equilátero y los tres ligandos en los vértices, con ángulos de enlace de 120°.

Aquí hay dos geometrías principales:

• Tetraédrica: Los cuatro ligandos se disponen en los vértices de un tetraedro regular, con el átomo central en el centro. Los ángulos de enlace son de 109.5°. Esta geometría es la más común cuando no hay factores electrónicos que la desestabilicen, ya que minimiza las repulsiones entre los ligandos. Un ejemplo es:

  
  

  [Zn(CN)₄]^₂-

  
  

• Plano Cuadrada: Los cuatro ligandos y el átomo central se encuentran en el mismo plano, formando los vértices de un cuadrado. Los ángulos de enlace son de 90°. Esta geometría es característica de metales con configuración electrónica d⁸, como Pd²⁺, Pt²⁺, Ni²⁺ y Au³⁺. Un ejemplo es:

  
  

  cis - [Pt(NH₃)₂Cl₂] (cisplatino).

También existen dos geometrías comunes, con energías muy cercanas:

• Bipiramidal Trigonal: Se puede visualizar como dos pirámides con base triangular unidas por la base. Los ligandos ecuatoriales se separan por 120°, mientras que los axiales y ecuatoriales se separan por 90°. Un ejemplo es:

  
  

  [CoCl₅]^2-

• Piramidal Cuadrada: Un átomo central con cinco ligandos que forman una pirámide de base cuadrada.

• Octaédrica: Es la geometría más común para complejos con número de coordinación 6. Los seis ligados se disponen en los vértices de un octaedro regular, con el átomo central en el centro. Todos los ángulos de enlace son de 90°. Esta geometría es muy simétrica y se observa en la mayoría de los complejos de metales de transición, como:

  
  

  [Co(NH₃)₆]³⁺

• Número de coordinación: Es el factor más determinante.

• Tamaño del ión metálico y de los ligandos: Ligandos voluminosos pueden favorecer geometrías donde las repulsiones estéricas sean menores.

• Configuración electrónica del metal: Especialmente los electrones d del metal pueden influir significativamente en la geometría, como en el caso de los complejos plano cuadrados (d^8). La Teoría del Campo Cristalino (TCC) o la Teoría del Campo de Ligandos (TCL) ayudan a explicar estas preferencias.

• Efecto Jahn-Teller: En ciertos casos, la distribución de los electrones d en un complejo octaédrico puede llevar a una distorsión de la geometría ideal para reducir la energía del sistema.

  
  

La comprensión de la geometría de los complejos es fundamental para predecir y explicar sus propiedades físicas y químicas, incluyendo la isomería (geométrica y óptica), la reactividad y las propiedades magnéticas y espectroscópicas.

En un isómero cis, dos ligandos idénticos (o grupos similares) están adyacentes o en el mismo lado del átomo metálico central. Es decir, ocupan posiciones vecinas.

Características:

• Los ángulos de enlace entre los ligandos idénticos y el metal son generalmente de 90°.

• Suelen tener diferentes propiedades físicas y químicas que sus isómeros trans (puntos de fusión, puntos de ebullición, polaridad, etc.).

• Pueden presentar quiralidad si no poseen un plano de simetría, lo que les permitiría tener isómeros ópticos (enantiómeros).

Ejemplos en complejos de coordinación:

• Complejos plano cuadrados (MA₂B₂): Un ejemplo clásico es el cis-diamminodicloroplatino(II), conocido como cisplatino ([Pt(NH₃)₂Cl₂]). Aquí, los dos grupos amina (NH₃) están adyacentes entre sí (y los dos cloros también). Este isómero es un fármaco quimioterapéutico importante.

• Complejos octaédricos (MA₄B₂): Por ejemplo, cis-[Co(NH₃)₄Cl₂]⁺. Los dos ligandos cloro (Cl⁻) están en posiciones adyacentes.

En un isómero trans, dos ligandos idénticos (o grupos similares) están en posiciones opuestas o en lados opuestos del átomo metálico central. Es decir, ocupan vértices diametralmente opuestos.

Características:

• Los ángulos de enlace entre los ligandos idénticos y el metal son generalmente de 180°.

• También poseen diferentes propiedades físicas y químicas que sus isómeros cis.

• A menudo tienen un plano de simetría o un centro de inversión, lo que los hace aquirales y, por lo tanto, no presentan actividad óptica.

  
  

Ejemplos en complejos de coordinación:

• Complejos plano cuadrados (MA₂B₂): El trans-diamminodicloroplatino(II) ([Pt(NH₃)₂Cl₂]). En este caso, los dos grupos amina (NH₃) están opuestos entre sí (y los dos cloros también). A diferencia del cisplatino, el transplatino carece de actividad antitumoral.

• Complejos octaédricos (MA₄B₂): Por ejemplo, trans-[Co(NH₃)₄Cl₂]⁺. Los dos ligandos cloro (Cl⁻) están en posiciones opuestas.

Para que un complejo de coordinación presente isomería cis-trans, se deben cumplir ciertas condiciones:

• Geometría adecuada: La geometría debe permitir diferentes disposiciones espaciales. Las geometrías más comunes que exhiben esta isomería son la plano cuadrada y la octaédrica.

  Los complejos tetraédricos no presentan isomería cis-trans porque todos los vértices son equivalentes entre sí.

• Ligandos adecuados: Debe haber al menos dos ligandos idénticos (o grupos similares) para poder distinguir entre las posiciones adyacentes y opuestas.

  
  

En resumen:

La isomería cis-trans es un concepto crucial en la química de complejos de coordinación, ya que la disposición espacial de los ligandos influye directamente en las propiedades físicas, químicas y biológicas de estos compuestos.

• Ejemplo: El agua (H2O) se llama "aquo" , y el

cloruro (CI) se llama "cloro".

La estabilidad de los complejos de coordinación está influenciada por varios factores

• Ejemplo: El agua (H2O) se llama "aquo" , y el

cloruro (CI) se llama "cloro".

Tamaño y carga del metal: Metales más pequeños y con mayor carga suelen formar complejos más estables.

Configuración electrónica: Metales de transición con configuraciones electrónicas que favorecen la formación de orbitales de pueden formar complejos más estables.

Fuerza de los ligandos: Ligandos fuertes (como los ligandos bidentados y multidentados) tienden a formar complejos más estables.

Efecto de campo: Ligandos que generan un mayor efecto de campo ligando (como CN)
pueden aumentar la estabilidad del complejo.

• Ejemplo: En [Cu(NH3)412+, el cobre tiene un estado de oxidación +2.

Quelación: Los ligandos que pueden unirse al metal en multiples puntos (ligandos quelantes) forman complejos más estables. Esto se debe a que la formación de un ciclo reduce la entropía y aumenta la estabilidad.

Ejemplo: El ácido etilendiaminotetraacético
(EDTA) es un ligando quelante que forma complejos muy estables con muchos metales.

• Ejemplo: [Cu(NH3)4]SO, se llama "tetraamina cobre((II) sulfato".

Ejemplos de Nomenclatura