Série Irving – Williams - Irving–Williams series
A série Irving – Williams refere-se às estabilidades relativas dos complexos formados por metais de transição. Em 1953, Harry Irving e Robert Williams observaram que a estabilidade dos complexos formados por íons de metais de transição divalentes de primeira linha geralmente aumentam ao longo do período para uma estabilidade máxima no cobre: Mn (II) <Fe (II) <Co (II) <Ni (II) <Cu (II)> Zn (II).
Especificamente, a série Irving-Williams refere-se à troca de ligantes aqua (H2O) por qualquer outro ligante (L) dentro de um complexo metálico. Em outras palavras, a Série Irving – Williams é quase exclusivamente independente da natureza do ligante de entrada, L.
A principal aplicação da série é sugerir empiricamente uma ordem de estabilidade dentro dos complexos de metais de transição da primeira linha (onde o metal de transição está no estado de oxidação II).
Outra aplicação da série Irving-Williams é usá-la como uma "régua" de correlação na comparação da primeira constante de estabilidade para substituição de água no íon aquoso por um ligante. (RB Martin, J. Chem. Educ. , 1987, 64 , 402)
Explicação
Três explicações são freqüentemente usadas para explicar a série:
- O raio iónico é esperado para diminuir regularmente a partir de Mn (II) de Zn (II). Esta é a tendência periódica normal e seria responsável pelo aumento geral da estabilidade.
- A Energia de Estabilização do Campo Cristalino (CFSE) aumenta de zero para Mn (II) a um máximo em Ni (II). Isso torna os complexos cada vez mais estáveis. CFSE para Zn (II) é zero.
- Embora o CFSE do Cu (II) seja menor do que o do Ni (II), os complexos octaédricos de Cu (II) estão sujeitos ao efeito Jahn-Teller , que proporciona estabilidade adicional aos complexos octaédricos de Cu (II).
No entanto, nenhuma das explicações acima pode explicar satisfatoriamente o sucesso da série Irving – Williams em prever as estabilidades relativas dos complexos de metais de transição. Um estudo recente de complexos metal-tiolato indica que uma interação entre as contribuições covalente e eletrostática nas energias de ligação metal-ligante pode resultar na série Irving-Williams.
Alguns valores CFSE reais para complexos octaédricos de metais de transição de primeira linha (∆ oct ) são 0,4Δ (4 Dq) para ferro, 0,8Δ (8 Dq) para cobalto e 1,2Δ (12 Dq) para níquel. Quando as constantes de estabilidade são ajustadas quantitativamente para esses valores, elas seguem a tendência que é prevista, na ausência de efeitos de campo cristalino, entre o manganês e o zinco. Este foi um fator importante que contribuiu para a aceitação da teoria do campo cristalino, a primeira teoria a explicar com sucesso as propriedades termodinâmicas, espectroscópicas e magnéticas dos complexos dos íons de metal de transição e precursor da teoria do campo ligante .