La serie de Irving-Williams se refiere a las estabilidades relativas de los complejos formados por metales de transición. En 1953, Harry Irving y Robert Williams observaron que la estabilidad de los complejos formados por iones de metales de transición de primera fila divalentes generalmente aumenta a lo largo del período hasta una estabilidad máxima en el cobre: Mn(II) < Fe(II) < Co(II) < Ni(II) < Cu(II) > Zn(II). [1]
En concreto, la serie de Irving-Williams se refiere al intercambio de ligandos de agua ( H2O ) por cualquier otro ligando (L) dentro de un complejo metálico. En otras palabras, la serie de Irving-Williams es casi exclusivamente independiente de la naturaleza del ligando entrante, L.
La principal aplicación de la serie es sugerir empíricamente un orden de estabilidad dentro de los complejos de metales de transición de primera fila (donde el metal de transición está en el estado de oxidación II).
Otra aplicación de la serie de Irving-Williams es utilizarla como una "regla" de correlación para comparar la primera constante de estabilidad para el reemplazo de agua en el ion acuoso por un ligando. [2]
Para explicar la serie se utilizan frecuentemente tres explicaciones:
Sin embargo, ninguna de las explicaciones anteriores puede explicar satisfactoriamente el éxito de la serie de Irving-Williams en la predicción de las estabilidades relativas de los complejos de metales de transición. Un estudio reciente de complejos de metal-tiolato indica que una interacción entre las contribuciones covalentes y electrostáticas en las energías de enlace metal-ligando podría dar lugar a la serie de Irving-Williams. [3]
Algunos valores CFSE reales para complejos octaédricos de metales de transición de primera fila (∆ oct ) son 0,4Δ (4 Dq) para el hierro, 0,8Δ (8 Dq) para el cobalto y 1,2Δ (12 Dq) para el níquel. Cuando las constantes de estabilidad se ajustan cuantitativamente para estos valores, siguen la tendencia que se predice, en ausencia de efectos de campo cristalino, entre el manganeso y el zinc. [ aclaración necesaria ] Este fue un factor importante que contribuyó a la aceptación de la teoría del campo cristalino, la primera teoría en explicar con éxito las propiedades termodinámicas, espectroscópicas y magnéticas de los complejos de iones de metales de transición y precursora de la teoría del campo de ligandos . [4]
Las afinidades de las proteínas naturales para la unión de metales también siguen la serie Irving-Williams. Sin embargo, en un estudio reciente publicado en la revista Nature , los investigadores han informado de un enfoque de diseño de proteínas para superar la restricción de la serie Irving-Williams, lo que permite que las proteínas se unan a otros metales sobre iones de cobre y viceversa, según la serie Irving-Williams. [5] [6]