DISTORSIONES TETRAGONALES DE LA GEOMETRÍA OCTAÉDRICA
Si en un complejo octaédrico dos ligantes trans (por ejemplo en el eje z) se acercan o alejan del ion metálico se dice que el complejo resultante está distorsionado tetragonalmente.
En ciertas situaciones la presencia del efecto Jahn Teller favorce dicha distorsión.
El Teorema de Jahn Teller afirma que para una molécula no lineal en un estado electrónicamente degenerado, debe presentarse una distorsión para bajar la simetría, remover la degeneración y disminuir la energía.
Considérese una molécula octaédrica en que se alejan los ligantes que se encuentran en el eje z. Como consecuencia interaccionan menos con los orbitales que tienen una componente sobre el eje z, esto es los
Orbitales dz2, dxz y dyz, por lo que estos orbitales se estabilizan.
Como un resultado de la regla del "centro de gravedad", los orbitales que no tengan un componente en z como dx2-y2 y dxy suben en energía la cantidad correspondiente. Se puede decir que el desdoblamiento de los orbitales eg (1) será un poco mayor que el de los orbitales t2g (2) y que ambos serán relativamente pequeños con respecto a 10Dq.
El teorema de Jahn Teller no predice el tipo de distorsión que se llevará a cabo, excepto que el centro de simetría permanecerá.

Los ligantes en el eje z se pueden acercar, en este caso el desdoblamiento es similar al del caso anterior, sólo que el orden de los niveles eg y t2g se invierte.

Con objeto de hacer más claro este teorema, note por ejemplo que la configuración electrónica d1, susceptible a distorsión de Jahn Teller, no es esféricamente simétrica y consideremos por ejemplo que el electrón se encuentra en el orbital dz2. En el momento que se aproximan los ligantes en una geometría casi octaédrica, los ligantes que se acercan a lo largo del eje z serán repelidos por el electrón, en otras palabras la electronegatividad con que el ion metálico central los atrae será menor. Esta anisotropía en la electronegatividad tendrá como resultado que haya enlaces más fuertes con los ligantes que se encuentran en los ejes x e y y consecuentemente la distancia de enlace será más corta que con los ligantes en z.

Por otra parte si el electrón se encuentra en el orbital dx2-y2, observaremos un acortamiento de las longitudes de enlace en el eje z. Considérese al ion [Ti(H2O)6]3+, un ion d1, su configuración en un campo octaédrico es t2g1. El teorema de Jahn Teller impide que esté ocupado por un solo electrón sin que se presente distorsión, pero en el Cr(III), d3, no hay degeneración. El ion [Ti(H2O)6]3+, es un octaedro distorsionado que presenta una compresión en el eje z y la EECC será 2/3 d2 mayor que la que tendría un octaedro regular. El espectro de absorción muestra las consecuencias de este desdoblamiento; en lugar de ser una gaussiana simple, sino que muestra un "hombro" como resultado de la superposición de dos punto máximos.

La mejor prueba de la validez de los efectos de Jahn Teller en los compuestos de los metales de transición proviene de los estudios estructurales de los sólidos de Cu(II).


EFECTO JAHN TELLER

d4, d9 de campo débil; d7 y d9 de campo fuerte.
d1, d2; d6 y d7 de espín alto y, d4, d5 de bajo espín.


COORDINACION CUADRADA
Si la distorsión tetragonal, en el caso de que los ligantes en el eje z se alejan, se lleva al extremo se obtiene un complejo "cuadrado" (plano cuadrado). Por esta razón la geometría cuadrada se considera como el caso extremo de la distorsión tetragonal.

Los iones metálicos que presentan una configuración d8 y los ligantes que se encuentran en la parte alta de la serie espectroquímica permiten la formación de complejos cuadrados. Explica las propiedades de los metales de acuñar:

  1. Cu(II) es la especie más estable.
  2. Au(I) y Au(III) son las especies más estables, en Au(II) el último electrón quedaría acomodado en el orbital dx2-y2, de alta energía, lo que lo hace inestable y dismuta para formar Au(I) y Au(III).

    Ejercicio
    El Complejo trans-[Co(NH3)4Cl2]+ absorbe luz en ña region de color rojo del espectro electrmagnético con una lmaxde 680nm. ¿Qué color tiene el complejo?
    El complejo cis absorbe luz amarilla, ¿cuál es el color de éste?