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Compuestos de cinc

Enero 15, 2022

Los compuestos de zinc son compuestos químicos que contienen el elemento zinc, que pertenece al grupo 12 de la tabla periódica. El estado de oxidación de la mayoría de sus compuestos es 2, el estado de oxidación principal de los otros elementos del grupo. El zinc puede ser clasificado como elemento de post-transición, pues el cinc (II) tiene un comportamiento químico similar al cobre (II), o como elemento representativo. Muchas sales de cinc (II) son isomorfas con las sales de magnesio (II), debido a que los radios iónicos de los cationes son muy parecidos. El cinc forma muchos complejos; metalo-proteínas que contienen cinc son comunes en los sistemas biológicos[1]​[2]​[3]​[4]​

Zincita, un mineral de zinc

Características generales

 
Muestra microscópica de cloruro tetrabásico de cinc

Los átomos de cinc tienen un configuración electrónica de [Ar]3d104s2. Cuando se forman los compuestos con estado de oxidación 2+, se pierden los dos electrones s, por lo que el ion cinc desnudo tiene la configuración electrónica [Ar]3d10. Esto permite la formación de cuatro enlaces covalentes, al aceptar cuatro pares de electrones y por lo tanto cumpliría la regla del octeto. La estereoquímica es tetraédrica y los enlaces puede ser descritos como formados por orbitales híbridos sp3 en el ion cinc. Algunos ejemplos se presentan en el óxido, ZnO, (cincita) y el sulfuro, ZnS, (blenda) en el que los iones óxidos y sulfuros están también tetraédricamente conectados a cuatro iones cinc. Muchos complejos de coordinación, como ZnCl42-, son tetraédricos. El cinc coordinado en tetraedros se encuentra en metalo-enzimas como la anhidrasa carbónica. Sin embargo, pueden formarse también complejos con índice de coordinación seis mediante el uso de orbitales 4d vacíos para formar orbitales híbridos sp3d2. El ion [Zn(H2O)62+, que se presenta cuando una sal de cinc se disuelve en agua, tiene una estructura octaédrica.

Muchas sales de cinc (II) son sales isomorfas (tienen el mismo tipo de estructura cristalina) que las correspondientes sales de magnesio (II), debido al hecho de que el Zn2+ y Mg2+ tienen casi idénticos radios iónicos. Esto se produce debido a la contracción del bloque d. Mientras que el calcio es algo más grande que el magnesio, hay una constante disminución de tamaño a medida que aumenta el número atómico desde el calcio hasta el cinc. Por casualidad, el radio iónico del cinc es casi igual al del magnesio. En la mayoría de los demás aspectos, la química del cinc (II) es más parecida a la química del cobre (II), su vecino en la tabla periódica, que posee menos electrones. Sin embargo, mientras que Cu2+ se clasifica como un ion de metal de transición en virtud de su configuración electrónica [Ar]3d9, en el que hay una capa o nivel d incompleto, el Zn2+ es mejor considerado como un ion de elemento representativo de post-transición. La tabla periódica de la IUPAC sitúa el cinc en el bloque d.

Se conocen algunos compuestos de cinc con estado de oxidación 1+[5]​ Los compuestos tienen la fórmula RZn2R y contienen un enlace Zn-Zn análogo al enlace metal-metal del mercurio (I) en los iones Hg22+. En este sentido cinc es similar al magnesio en el que se conocen compuestos de magnesio de baja valencia que contienen un enlace Mg - Mg.[6]​

No se conoce ningún compuesto de cinc con estado de oxidación distinto de 1+ o 2+. Los cálculos indican que es improbable que exista un compuesto de cinc con el estado de oxidación de 4+.[7]​ Aunque los mayores estados de oxidación son más estables para los elementos más pesados de un grupo, el compuesto fluoruro de mercurio (IV), HgF4, existe solo a 4 K en una matriz de neón/argón.[8]​

Color y magnetismo

 
Cloruro de cinc

Los compuestos de cinc, como los compuestos de los elementos representativos, son en su mayoría incoloros. Las excepciones se producen cuando el compuesto contiene un anión o ligando coloreados. El seleniuro de cinc (ZnSe), sin embargo, es de color amarillo, debido a transiciones en la transferencia de carga, y el telururo de cinc (ZnTe) es de color marrón por la misma razón. El óxido de cinc se vuelve amarillo cuando se calienta debido a la pérdida de algunos átomos de oxígeno y la formación de un defecto en la estructura.

Los compuestos que contienen cinc y otros metales son todos diamagnéticos.

Reactividad del metal

El cinc es un fuerte agente reductor con un potencial redox estándar de -0,76 V. El cinc puro se empaña rápidamente en el aire, formando una capa pasiva de carbonato básico de cinc, Zn5(OH)6CO3.[9]​ La reacción del cinc con el agua es impedida por la capa pasiva. Cuando esta capa es penetrada por ácidos como el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico la reacción tiene lugar con desprendimiento de gas hidrógeno.[1]​[10]​

Zn(s) + 2H+ (aq) → Zn2+ (aq) + H2 ↑

Los iones hidrógeno se reducen al aceptar un electrón del agente reductor. El cinc metálico se oxida. La amalgamación con mercurio, como en el reductor de Jones también destruye la capa pasiva. El cinc reacciona tanto con los álcalis como con los ácidos. Reacciona directamente con oxidantes no metales como los elementos calcógenos y halógenos para formar compuestos binarios.

Compuestos binarios

 
Estructura de la wurtzita, que muestra la geometría tetraédrica de los dos átomos de Zn y S
 
Celda unidad de la blenda

El óxido de cinc, ZnO, es el más importante entre los compuestos fabricados de cinc, con una amplia variedad de usos.[2]​ Cristaliza con la estructura de la wurtzita. Es anfótero, se disuelve en ácidos para dar una disolución acuosa de iones Zn2+, y en álcalis para dar el complejo tetraédrico con ligandos hidroxo, [Zn(OH)4]2-. El hidróxido de cinc, Zn(OH)2 también es anfótero.

El sulfuro de cinc, ZnS, cristaliza en dos estructuras muy relacionadas, la estructura de la blenda de cinc y la estructura de la wurtzita, que son las estructuras comunes de compuestos con la fórmula MA. Tanto el Zn como el S están tetraédricamente coordinados por los otros iones. Una propiedad útil del ZnS es su fosforescencia. Los otros calcogenuros, ZnSe y ZnTe, tienen aplicaciones en electrónica y óptica.[11]​

De los cuatro haluros, el ZnF2 tiene el carácter más iónico, mientras que los otros, ZnCl2, ZnBr2, y ZnI2, tienen puntos de fusión relativamente bajos y se considera que tienen carácter más covalente.[2]​ Los iones negativos de elementos del grupo del nitrógeno, Zn3N2 (notable por su alto punto de fusión[12]​), Zn3P2, Zn3As2 y Zn3Sb2, tienen diversas aplicaciones.[13]​ Otros compuestos binarios de cinc son el peróxido ZnO2, el hidruro ZnH2, y el carburo ZnC2.[14]​

Sales

El nitrato Zn(NO3)2 (usado como agente oxidante, el clorato Zn(ClO3)2, el sulfato ZnSO4 (conocido como vitriolo blanco), el fosfato Zn3(PO4)2 (usado como pigmento en imprimación, el molibdato ZnMoO4 (se usa como pigmento blanco), el cromato ZnCrO4 (uno de los compuestos de cinc de color pocos), el arsenito (Zn AsO2)2 (polvo incoloro) y el arseniato octahidratado Zn(AsO4)2•8 H2O (polvo blanco, también llamado ) son algunos ejemplos de otros compuestos inorgánicos de cinc comunes. Estos dos últimos compuestos son usados en insecticidas y conservantes de la madera.[15]​ Uno de los ejemplos más simples de un compuesto orgánico de cinc es el acetato Zn(O2CCH3)2, que tiene varias aplicaciones medicinales. Las sales de cinc están por lo general totalmente disociadas. En una disolución acuosa se producen excepciones cuando el anión puede formar un complejo, como en el caso del sulfato de cinc, donde se puede formar el complejo [Zn(H2O)n(SO4], (log K= 2,5 aprox.).[16]​

Complejos

 
Estructura del acetato básico de cinc sólido, Zn4(μ4-O)(η2-O2CCH3)6

La estructura más común de los complejos de cinc es tetraédrica, que está claramente relacionada con el hecho de que se cumple la regla del octeto en estos casos. Sin embargo, no son raros los complejos octaédricos comparables a los de otros elementos de transición. El ion Zn2+ es un aceptor de clase A en la clasificación de Ahrland, Chatt y Davies,[17]​ y por lo tanto forma complejos más fuertes con los átomos donantes del segundo período, oxígeno o nitrógeno, que con el azufre (período 3) o el fósforo. En términos de la teoría HSAB, el ion Zn2+ es un ácido fuerte.

En una solución acuosa de un complejo octaédrico, [Zn(H2O)6]2+ es la especie predominante.[18]​ Las disoluciones acuosas de sales de cinc son levemente ácidas, ya que los iones metálicos en disolución acuosa están sujetos a hidrólisis con pKa en torno a 5, dependiendo de las condiciones.[19]​

[Zn(H2O)6]2+   [Zn(H2O)5(OH)]+ + H+

La hidrólisis explica por qué son fáciles de obtener las sales básicas como el acetato básico de cinc y el carbonato básico de cinc, Zn3(OH)4(CO3).H2O. La razón de la hidrólisis es la alta densidad de carga eléctrica en el ion cinc, que desplaza los electrones de un enlace OH de una molécula de agua coordinada y libera un ion hidrógeno. El efecto polarizador de Zn2+ es parte de la razón por la que el cinc se encuentra en enzimas como la anhidrasa carbónica.

 
Estructura de un monómero dialquilditiofosfato de cinc

No son conocidos los complejos de flúor, pero sí se pueden preparar complejos con los otros haluros y con pseudohaluros, [ZnX3]- y [ZnX4]2- . El caso del complejo tiocianato ilustra el carácter de clase A de los iones cinc, ya que es el isómero unido al átomo de N, [Zn(NCS)4]2- a diferencia de [Cd(SCN)4]2-, donde está unido al átomo de S. Ser un aceptor de clase-A no impide la formación de complejos con átomos donantes de azufre, como ocurre en ditiofosfato de cinc y en el complejo de los dedos de cinc (abajo).

El complejo acetilacetonato, Zn(acac)2 es interesante. Como el ligando es bidentado se podría esperar una estructura tetraédrica. Sin embargo, el compuesto es de hecho un trímero, Zn3(acac)6 en el que cada ion Zn está coordinado con cinco átomos de oxígeno en una estructura de bipirámide trigonal distorsionada.[2]​ Otros estructuras con índice de coordinación 5 pueden ser modificadas por la elección de ligandos que tienen requisitos específicos de estereoquímica. Por ejemplo, la terpiridina, que es un ligando tridentado forma el complejo [Zn(terpy)Cl2]. Otro ejemplo podría implicar un ligando trípode como tris(2-aminoetil)amina. El compuesto cianuro de cinc, Zn(CN)2, no tiene coordenación 2. Adopta una estructura polimérica que consiste en centros de cinc tetraédricos unidos por ligandos puente cianuro. El grupo cianuro muestra la alteración cabeza-cola con cualquier átomo de cinc que tenga entre 1 y 4 átomos de carbono vecinos, mientras los demás sean átomos de nitrógeno. Estos dos ejemplos ilustran la dificultad de relacionar a veces la estructura con la estequiometría.

Un número de coordinación 2 aoparece en la amida Zn(NR1R2)2 (R1=CMe3, R2=SiMe3); el ligando es tan voluminoso que no hay suficiente espacio para más de dos de ellos[20]​

Bio-complejos

 
Anhidrasa carbónica: un grupo hidróxido (rojo) se muestra unido al cinc (gris)
 
Detalle de dedo de cinc. Los iones cinc (verde) están coordinados con dos residuos histidina y dos residuos cisteína.

Un gran número de metalo-enzimas contienen cinc (II). También muchas proteínas contienen cinc, por razones estructurales. El ion cinc está siempre en coordinación 4 con al menos tres ligandos que son cadenas laterales de aminoácidos. El nitrógeno del imidazol de una cadena lateral de histidina es un ligando común. Los siguientes son ejemplos típicos de los dos tipos de complejos cinc-proteínas.

En el sitio activo de la anhidrasa carbónica en reposo, un ion cinc está coordinado con tres residuos de histidina. La cuarta posición está ocupada por una molécula de agua, que está fuertemente polarizada como en la hidrólisis (ver arriba). Cuando el dióxido de carbono entra en el sitio activo, se somete a un ataque nucleófilo por el átomo de oxígeno que transporta una carga parcial negativa, o incluso una carga negativa total si la molécula de agua se disocia. El CO2 se convierte rápidamente en un ion bicarbonato.[21]​

[(-hys)3Zn(H2O)]2+ + CO2 → [(-hys)3Zn]2+ + HCO3- + H+

Algunas peptidasas, por ejemplo, la glutamato carboxipeptidasa II se cree que actúan de manera similar, con los iones cinc promoviendo la formación de un reactivo nucleofílico.[21]​

El motivo dedo de cinc es una subestructura rígida de una proteína que facilita la unión de la proteína a otra molécula, tales como ADN.[22]​ En este caso, las cuatro posiciones de coordinación están ocupadas por residuos de histidina y cisteína. La geometría tetraédrica alrededor del ion cinc limita un fragmento de hélice α y un fragmento antiparalelo de lámina β de una orientación particular de una con respecto a la otra.

Los iones de magnesio, que tienen una mayor concentración en los fluidos biológicos, no pueden realizar estas funciones pues sus complejos son mucho más débiles que los de cinc.

Compuestos organometálicos de cinc

Artículo principal: Compuesto de organocinc

Los compuestos de organocinc contienen enlaces covalentes cinc-carbono. El dietilcinc ((C2H5)2Zn) fue sintetizado por primera vez en 1848, por reacción de cinc y yoduro de etilo y es el primer compuesto del que se supo que contienen un enlace sigma metal-carbono.[23]​ Durante mucho tiempo fue un misterio por qué el cobre (II) no formaba un compuesto análogo. En la década de 1980 se encuentra la razón: el compuesto de cinc no sufre la reacción de eliminación de hidruro en posición beta, mientras que el compuesto de cobre, un metal de transición, sí lo hace. Los compuestos de alquilcinc y arilcinc contienen la cadena C-Zn-C. Debido a que el centro de cinc está coordinativamente insaturado, el compuesto es un poderoso electrófilo. De hecho, los compuestos de bajo peso molecular se inflaman espontáneamente en contacto con el aire y se destruyen de inmediato por reacción con moléculas de agua. El uso de compuestos de alquilcinc ha sido reemplazado en gran parte por el uso de los más fáciles de manejar reactivos de Grignard. Esto demuestra una nueva conexión entre la química del cinc y la del magnesio.

El cianuro de cinc, Zn(CN)2, se utiliza como catalizador en algunas reacciones orgánicas.[24]​

Los compuestos organometálicos de cinc (I) contienen enlaces metal-metal. Un compuesto de esta clase es el decametildizincoceno.[25]​

Véase también

  • telururo de cinc y cadmi
  • telururo de mercurio y cadmio
  • gluconato de cinc
  • piritionato de cinc
  • ricinoleato de cinc
  • estearato de cinc
  • Peste del cinc

Enlaces externos

Referencias

  1. ↑ Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). «Zink». Lehrbuch der Anorganischen Chemie (en alemán) (91–100 edición). Walter de Gruyter. pp. 1034-1041. ISBN 3-11-007511-3. 
  2. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9
  3. Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6.
  4. Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999), Advanced Inorganic Chemistry (6ª ed.), Nueva York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
  5. Wang, Yuzhong; Brandon Quillian, Pingrong Wei, Hongyan Wang, Xiao-Juan Yang, Yaoming Xie, R. Bruce King, Paul v. R. Schleyer, H. Fritz Schaefer, III, and Gregory H. Robinson (2005). «On the Chemistry of Zn−Zn Bonds, RZn−ZnR (R = [{(2,6-Pri2C6H3)N(Me)C}2CH]): Synthesis, Structure, and Computations». J. Am. Chem. Soc 127 (34): 11944–11945. doi:10.1021/ja053819r. 
  6. Green, S. P.; Jones C.; Stasch A. (diciembre de 2007). «Stable Magnesium(I) Compounds with Mg-Mg Bonds». Science 318 (5857): 1754-1757. PMID 17991827. doi:10.1126/science.1150856. 
  7. Kaupp M. ; Dolg M. ; Stoll H. ; Von Schnering H. G. (1994). «Oxidation state +IV in group 12 chemistry. Ab initio study of cinc(IV), cadmium(IV), and mercury(IV) fluorides». Inorganic chemistry 33 (10): 2122-2131. doi:10.1021/ic00088a012. 
  8. Xuefang Wang; Lester Andrews; Sebastian Riedel; and Martin Kaupp (2007). "Mercury Is a Transition Metal: The First Experimental Evidence for HgF4.". Angew. Chem. Int. Ed. 46 (44): 8371–8375. doi 10.1002/anie.200703710 PMID 17899620
  9. Porter, Frank C. (1994). Corrosion Resistance of Zinc and Zinc Alloys. CRC Press. pp. 121. ISBN 0-82-479213-0. 
  10. Heiserman, David L. (1992). «Element 30: Zinc». Exploring Chemical Elements and their Compounds. New York: TAB Books. p. 123–124. ISBN 0-8306-3018-X. 
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  12. Grolier Incorporated (1994). Academic American Encyclopedia. Danbury, Connecticut: Grolier Inc. p. 202. ISBN 0717220532. Consultado el 1 de noviembre de 2007. 
  13. «Zinc Phosphide». American Elements. Consultado el 3 de febrero de 2009. 
  14. Shulzhenko, A. A.; Ignatyeva, I. Yu.; Osipov A. S.; Smirnova T. I. (2000). «Peculiarities of interaction in the Zn–C system under high pressures and temperatures». Diamond and Related Materials 9 (2): 129-133. doi:10.1016/S0925-9635(99)00231-9. 
  15. Perry, D. L. (1995). Handbook of Inorganic Compounds. CRC Press. pp. 448-458. ISBN 0-8492-8671-3 |isbn= incorrecto (ayuda). 
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  18. Burgess, J. Metal ions in solution, (1978) Ellis Horwood, New York. p 147
  19. Baes, C.F.; Mesmer, R.E. The Hydrolysis of Cations, (1976), Wiley, New York
  20. Rees, W.S; Green, D.M.; Hesse, W. (1992). «Synthesis and X-ray diffraction crystal structure of ZnN(C(CH3)3)(Si(CH3)3)2. The first solid-state homoleptic zinc amide to be structurally characterized (La primera amida de cinc homoléptica caracterizada estructuralmente en estado sólido)». Polyhedron 11: 1697-1699. doi:10.1016/S0277-5387(00)83726-2. 
  21. ↑ Shriver, D.F.; Atkins, P.W. (1999). «Chapter 19, Bioinorganic chemistry». Inorganic chemistry (3rd. edición). Oxford University Press. ISBN 019 850330X. 
  22. Berg JM (1990). «Zinc finger domains: hypotheses and current knowledge». Annu Rev Biophys Biophys Chem 19: 405-21. PMID 2114117. doi:10.1146/annurev.bb.19.060190.002201. 
  23. E. Frankland (1850). «On the isolation of the organic radicals». Quarterly Journal of the Chemical Society 2: 263. doi:10.1039/QJ8500200263. 
  24. Rasmussen, J. K.; Heilmann, S. M. (1990). «In situ Cyanosilylation of Carbonyl Compounds: O-Trimethylsilyl-4-Methoxymandelonitrile». Organic Syntheses, Collected Volume] 7: 521. 
  25. Resa, I.; Carmona, E.; Gutierrez-Puebla, E.; Monge, A. (2004). «Decamethyldizincocene, a Stable Compound of Zn(I) with a Zn-Zn Bond». Science 304 (5687): 1136. PMID 15326350. doi:10.1126/science.1101356. 
  •   Datos: Q10749005
  •   Multimedia: Zinc compounds

Enero 15, 2022
compuestos, cinc, compuestos, zinc, compuestos, químicos, contienen, elemento, zinc, pertenece, grupo, tabla, periódica, estado, oxidación, mayoría, compuestos, estado, oxidación, principal, otros, elementos, grupo, zinc, puede, clasificado, como, elemento, po. Los compuestos de zinc son compuestos quimicos que contienen el elemento zinc que pertenece al grupo 12 de la tabla periodica El estado de oxidacion de la mayoria de sus compuestos es 2 el estado de oxidacion principal de los otros elementos del grupo El zinc puede ser clasificado como elemento de post transicion pues el cinc II tiene un comportamiento quimico similar al cobre II o como elemento representativo Muchas sales de cinc II son isomorfas con las sales de magnesio II debido a que los radios ionicos de los cationes son muy parecidos El cinc forma muchos complejos metalo proteinas que contienen cinc son comunes en los sistemas biologicos 1 2 3 4 Zincita un mineral de zinc Indice 1 Caracteristicas generales 1 1 Color y magnetismo 2 Reactividad del metal 3 Compuestos binarios 3 1 Sales 4 Complejos 5 Bio complejos 6 Compuestos organometalicos de cinc 7 Vease tambien 8 Enlaces externos 9 ReferenciasCaracteristicas generales Editar Muestra microscopica de cloruro tetrabasico de cinc Los atomos de cinc tienen un configuracion electronica de Ar 3d104s2 Cuando se forman los compuestos con estado de oxidacion 2 se pierden los dos electrones s por lo que el ion cinc desnudo tiene la configuracion electronica Ar 3d10 Esto permite la formacion de cuatro enlaces covalentes al aceptar cuatro pares de electrones y por lo tanto cumpliria la regla del octeto La estereoquimica es tetraedrica y los enlaces puede ser descritos como formados por orbitales hibridos sp3 en el ion cinc Algunos ejemplos se presentan en el oxido ZnO cincita y el sulfuro ZnS blenda en el que los iones oxidos y sulfuros estan tambien tetraedricamente conectados a cuatro iones cinc Muchos complejos de coordinacion como ZnCl42 son tetraedricos El cinc coordinado en tetraedros se encuentra en metalo enzimas como la anhidrasa carbonica Sin embargo pueden formarse tambien complejos con indice de coordinacion seis mediante el uso de orbitales 4d vacios para formar orbitales hibridos sp3d2 El ion Zn H2O 62 que se presenta cuando una sal de cinc se disuelve en agua tiene una estructura octaedrica Muchas sales de cinc II son sales isomorfas tienen el mismo tipo de estructura cristalina que las correspondientes sales de magnesio II debido al hecho de que el Zn2 y Mg2 tienen casi identicos radios ionicos Esto se produce debido a la contraccion del bloque d Mientras que el calcio es algo mas grande que el magnesio hay una constante disminucion de tamano a medida que aumenta el numero atomico desde el calcio hasta el cinc Por casualidad el radio ionico del cinc es casi igual al del magnesio En la mayoria de los demas aspectos la quimica del cinc II es mas parecida a la quimica del cobre II su vecino en la tabla periodica que posee menos electrones Sin embargo mientras que Cu2 se clasifica como un ion de metal de transicion en virtud de su configuracion electronica Ar 3d9 en el que hay una capa o nivel d incompleto el Zn2 es mejor considerado como un ion de elemento representativo de post transicion La tabla periodica de la IUPAC situa el cinc en el bloque d Se conocen algunos compuestos de cinc con estado de oxidacion 1 5 Los compuestos tienen la formula RZn2R y contienen un enlace Zn Zn analogo al enlace metal metal del mercurio I en los iones Hg22 En este sentido cinc es similar al magnesio en el que se conocen compuestos de magnesio de baja valencia que contienen un enlace Mg Mg 6 No se conoce ningun compuesto de cinc con estado de oxidacion distinto de 1 o 2 Los calculos indican que es improbable que exista un compuesto de cinc con el estado de oxidacion de 4 7 Aunque los mayores estados de oxidacion son mas estables para los elementos mas pesados de un grupo el compuesto fluoruro de mercurio IV HgF4 existe solo a 4 K en una matriz de neon argon 8 Color y magnetismo Editar Cloruro de cinc Los compuestos de cinc como los compuestos de los elementos representativos son en su mayoria incoloros Las excepciones se producen cuando el compuesto contiene un anion o ligando coloreados El seleniuro de cinc ZnSe sin embargo es de color amarillo debido a transiciones en la transferencia de carga y el telururo de cinc ZnTe es de color marron por la misma razon El oxido de cinc se vuelve amarillo cuando se calienta debido a la perdida de algunos atomos de oxigeno y la formacion de un defecto en la estructura Los compuestos que contienen cinc y otros metales son todos diamagneticos Reactividad del metal EditarEl cinc es un fuerte agente reductor con un potencial redox estandar de 0 76 V El cinc puro se empana rapidamente en el aire formando una capa pasiva de carbonato basico de cinc Zn5 OH 6CO3 9 La reaccion del cinc con el agua es impedida por la capa pasiva Cuando esta capa es penetrada por acidos como el acido clorhidrico y el acido sulfurico la reaccion tiene lugar con desprendimiento de gas hidrogeno 1 10 Zn s 2H aq Zn2 aq H2 Los iones hidrogeno se reducen al aceptar un electron del agente reductor El cinc metalico se oxida La amalgamacion con mercurio como en el reductor de Jones tambien destruye la capa pasiva El cinc reacciona tanto con los alcalis como con los acidos Reacciona directamente con oxidantes no metales como los elementos calcogenos y halogenos para formar compuestos binarios Compuestos binarios Editar Estructura de la wurtzita que muestra la geometria tetraedrica de los dos atomos de Zn y S Celda unidad de la blenda El oxido de cinc ZnO es el mas importante entre los compuestos fabricados de cinc con una amplia variedad de usos 2 Cristaliza con la estructura de la wurtzita Es anfotero se disuelve en acidos para dar una disolucion acuosa de iones Zn2 y en alcalis para dar el complejo tetraedrico con ligandos hidroxo Zn OH 4 2 El hidroxido de cinc Zn OH 2 tambien es anfotero El sulfuro de cinc ZnS cristaliza en dos estructuras muy relacionadas la estructura de la blenda de cinc y la estructura de la wurtzita que son las estructuras comunes de compuestos con la formula MA Tanto el Zn como el S estan tetraedricamente coordinados por los otros iones Una propiedad util del ZnS es su fosforescencia Los otros calcogenuros ZnSe y ZnTe tienen aplicaciones en electronica y optica 11 De los cuatro haluros el ZnF2 tiene el caracter mas ionico mientras que los otros ZnCl2 ZnBr2 y ZnI2 tienen puntos de fusion relativamente bajos y se considera que tienen caracter mas covalente 2 Los iones negativos de elementos del grupo del nitrogeno Zn3N2 notable por su alto punto de fusion 12 Zn3P2 Zn3As2 y Zn3Sb2 tienen diversas aplicaciones 13 Otros compuestos binarios de cinc son el peroxido ZnO2 el hidruro ZnH2 y el carburo ZnC2 14 Sales Editar El nitrato Zn NO3 2 usado como agente oxidante el clorato Zn ClO3 2 el sulfato ZnSO4 conocido como vitriolo blanco el fosfato Zn3 PO4 2 usado como pigmento en imprimacion el molibdato ZnMoO4 se usa como pigmento blanco el cromato ZnCrO4 uno de los compuestos de cinc de color pocos el arsenito Zn AsO2 2 polvo incoloro y el arseniato octahidratado Zn AsO4 2 8 H2O polvo blanco tambien llamado koettigita son algunos ejemplos de otros compuestos inorganicos de cinc comunes Estos dos ultimos compuestos son usados en insecticidas y conservantes de la madera 15 Uno de los ejemplos mas simples de un compuesto organico de cinc es el acetato Zn O2CCH3 2 que tiene varias aplicaciones medicinales Las sales de cinc estan por lo general totalmente disociadas En una disolucion acuosa se producen excepciones cuando el anion puede formar un complejo como en el caso del sulfato de cinc donde se puede formar el complejo Zn H2O n SO4 log K 2 5 aprox 16 Complejos Editar Estructura del acetato basico de cinc solido Zn4 m4 O h2 O2CCH3 6 La estructura mas comun de los complejos de cinc es tetraedrica que esta claramente relacionada con el hecho de que se cumple la regla del octeto en estos casos Sin embargo no son raros los complejos octaedricos comparables a los de otros elementos de transicion El ion Zn2 es un aceptor de clase A en la clasificacion de Ahrland Chatt y Davies 17 y por lo tanto forma complejos mas fuertes con los atomos donantes del segundo periodo oxigeno o nitrogeno que con el azufre periodo 3 o el fosforo En terminos de la teoria HSAB el ion Zn2 es un acido fuerte En una solucion acuosa de un complejo octaedrico Zn H2O 6 2 es la especie predominante 18 Las disoluciones acuosas de sales de cinc son levemente acidas ya que los iones metalicos en disolucion acuosa estan sujetos a hidrolisis con pKa en torno a 5 dependiendo de las condiciones 19 Zn H2O 6 2 Zn H2O 5 OH H La hidrolisis explica por que son faciles de obtener las sales basicas como el acetato basico de cinc y el carbonato basico de cinc Zn3 OH 4 CO3 H2O La razon de la hidrolisis es la alta densidad de carga electrica en el ion cinc que desplaza los electrones de un enlace OH de una molecula de agua coordinada y libera un ion hidrogeno El efecto polarizador de Zn2 es parte de la razon por la que el cinc se encuentra en enzimas como la anhidrasa carbonica Estructura de un monomero dialquilditiofosfato de cinc No son conocidos los complejos de fluor pero si se pueden preparar complejos con los otros haluros y con pseudohaluros ZnX3 y ZnX4 2 El caso del complejo tiocianato ilustra el caracter de clase A de los iones cinc ya que es el isomero unido al atomo de N Zn NCS 4 2 a diferencia de Cd SCN 4 2 donde esta unido al atomo de S Ser un aceptor de clase A no impide la formacion de complejos con atomos donantes de azufre como ocurre en ditiofosfato de cinc y en el complejo de los dedos de cinc abajo El complejo acetilacetonato Zn acac 2 es interesante Como el ligando es bidentado se podria esperar una estructura tetraedrica Sin embargo el compuesto es de hecho un trimero Zn3 acac 6 en el que cada ion Zn esta coordinado con cinco atomos de oxigeno en una estructura de bipiramide trigonal distorsionada 2 Otros estructuras con indice de coordinacion 5 pueden ser modificadas por la eleccion de ligandos que tienen requisitos especificos de estereoquimica Por ejemplo la terpiridina que es un ligando tridentado forma el complejo Zn terpy Cl2 Otro ejemplo podria implicar un ligando tripode como tris 2 aminoetil amina El compuesto cianuro de cinc Zn CN 2 no tiene coordenacion 2 Adopta una estructura polimerica que consiste en centros de cinc tetraedricos unidos por ligandos puente cianuro El grupo cianuro muestra la alteracion cabeza cola con cualquier atomo de cinc que tenga entre 1 y 4 atomos de carbono vecinos mientras los demas sean atomos de nitrogeno Estos dos ejemplos ilustran la dificultad de relacionar a veces la estructura con la estequiometria Un numero de coordinacion 2 aoparece en la amida Zn NR1R2 2 R1 CMe3 R2 SiMe3 el ligando es tan voluminoso que no hay suficiente espacio para mas de dos de ellos 20 Bio complejos Editar Anhidrasa carbonica un grupo hidroxido rojo se muestra unido al cinc gris Detalle de dedo de cinc Los iones cinc verde estan coordinados con dos residuos histidina y dos residuos cisteina Un gran numero de metalo enzimas contienen cinc II Tambien muchas proteinas contienen cinc por razones estructurales El ion cinc esta siempre en coordinacion 4 con al menos tres ligandos que son cadenas laterales de aminoacidos El nitrogeno del imidazol de una cadena lateral de histidina es un ligando comun Los siguientes son ejemplos tipicos de los dos tipos de complejos cinc proteinas En el sitio activo de la anhidrasa carbonica en reposo un ion cinc esta coordinado con tres residuos de histidina La cuarta posicion esta ocupada por una molecula de agua que esta fuertemente polarizada como en la hidrolisis ver arriba Cuando el dioxido de carbono entra en el sitio activo se somete a un ataque nucleofilo por el atomo de oxigeno que transporta una carga parcial negativa o incluso una carga negativa total si la molecula de agua se disocia El CO2 se convierte rapidamente en un ion bicarbonato 21 hys 3Zn H2O 2 CO2 hys 3Zn 2 HCO3 H Algunas peptidasas por ejemplo la glutamato carboxipeptidasa II se cree que actuan de manera similar con los iones cinc promoviendo la formacion de un reactivo nucleofilico 21 El motivo dedo de cinc es una subestructura rigida de una proteina que facilita la union de la proteina a otra molecula tales como ADN 22 En este caso las cuatro posiciones de coordinacion estan ocupadas por residuos de histidina y cisteina La geometria tetraedrica alrededor del ion cinc limita un fragmento de helice a y un fragmento antiparalelo de lamina b de una orientacion particular de una con respecto a la otra Los iones de magnesio que tienen una mayor concentracion en los fluidos biologicos no pueden realizar estas funciones pues sus complejos son mucho mas debiles que los de cinc Compuestos organometalicos de cinc EditarArticulo principal Compuesto de organocinc Dietilzinc Los compuestos de organocinc contienen enlaces covalentes cinc carbono El dietilcinc C2H5 2Zn fue sintetizado por primera vez en 1848 por reaccion de cinc y yoduro de etilo y es el primer compuesto del que se supo que contienen un enlace sigma metal carbono 23 Durante mucho tiempo fue un misterio por que el cobre II no formaba un compuesto analogo En la decada de 1980 se encuentra la razon el compuesto de cinc no sufre la reaccion de eliminacion de hidruro en posicion beta mientras que el compuesto de cobre un metal de transicion si lo hace Los compuestos de alquilcinc y arilcinc contienen la cadena C Zn C Debido a que el centro de cinc esta coordinativamente insaturado el compuesto es un poderoso electrofilo De hecho los compuestos de bajo peso molecular se inflaman espontaneamente en contacto con el aire y se destruyen de inmediato por reaccion con moleculas de agua El uso de compuestos de alquilcinc ha sido reemplazado en gran parte por el uso de los mas faciles de manejar reactivos de Grignard Esto demuestra una nueva conexion entre la quimica del cinc y la del magnesio El cianuro de cinc Zn CN 2 se utiliza como catalizador en algunas reacciones organicas 24 Los compuestos organometalicos de cinc I contienen enlaces metal metal Un compuesto de esta clase es el decametildizincoceno 25 Vease tambien Editartelururo de cinc y cadmi telururo de mercurio y cadmio gluconato de cinc piritionato de cinc ricinoleato de cinc estearato de cinc Peste del cincEnlaces externos Editar Wikimedia Commons alberga una categoria multimedia sobre Compuestos de cinc Referencias Editar a b Holleman Arnold F Wiberg Egon Wiberg Nils 1985 Zink Lehrbuch der Anorganischen Chemie en aleman 91 100 edicion Walter de Gruyter pp 1034 1041 ISBN 3 11 007511 3 a b c d Greenwood Norman N Earnshaw Alan 1997 Chemistry of the Elements 2nd ed Oxford Butterworth Heinemann ISBN 0 08 037941 9 Housecroft C E Sharpe A G 2008 Inorganic Chemistry 3rd ed Prentice Hall ISBN 978 0 13 175553 6 Cotton F Albert Wilkinson Geoffrey Murillo Carlos A Bochmann Manfred 1999 Advanced Inorganic Chemistry 6ª ed Nueva York Wiley Interscience ISBN 0 471 19957 5 Wang Yuzhong Brandon Quillian Pingrong Wei Hongyan Wang Xiao Juan Yang 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