En química , la geometría molecular plana cuadrada describe la estereoquímica (disposición espacial de los átomos) que adoptan ciertos compuestos químicos . Como sugiere el nombre, las moléculas de esta geometría tienen sus átomos ubicados en las esquinas.
Numerosos compuestos adoptan esta geometría, siendo especialmente numerosos los ejemplos de complejos de metales de transición. El compuesto de gas noble tetrafluoruro de xenón adopta esta estructura como lo predice la teoría VSEPR . La geometría es frecuente para complejos de metales de transición con configuración d 8 , que incluye Rh(I), Ir(I), Pd(II), Pt(II) y Au(III). Ejemplos notables incluyen los fármacos contra el cáncer cisplatino , [PtCl 2 (NH 3 ) 2 ] y carboplatino . Muchos catalizadores homogéneos son planos cuadrados en su estado de reposo, como el catalizador de Wilkinson y el catalizador de Crabtree . Otros ejemplos incluyen el complejo de Vaska y la sal de Zeise . Ciertos ligandos (como las porfirinas ) estabilizan esta geometría.
Un diagrama general de división de orbitales d para complejos de metales de transición planos cuadrados (D 4h ) se puede derivar del diagrama general de división octaédrica (O h ) , en el que los orbitales d z 2 y d x 2 − y 2 son degenerados y tienen mayor energía que el conjunto degenerado de orbitales d xy , d xz y d yz . Cuando se eliminan los dos ligandos axiales para generar una geometría plana cuadrada, el orbital d z 2 se reduce en energía ya que la repulsión electrón-electrón con ligandos en el eje z ya no está presente. Sin embargo, para ligandos puramente donantes de σ, el orbital d z 2 todavía tiene mayor energía que los orbitales d xy , d xz y d yz debido al lóbulo en forma de toro del orbital d z 2. Lleva densidad electrónica en los ejes x e y y, por lo tanto, interactúa con los orbitales de ligando llenos. Los orbitales d xy , d xz y d yz se presentan generalmente como degenerados pero tienen que dividirse en dos niveles de energía diferentes con respecto a las representaciones irreducibles del grupo puntual D 4h . Su orden relativo depende de la naturaleza del complejo particular. Además, la división de los orbitales d se ve perturbada por ligandos π-donadores en contraste con los complejos octaédricos . En el caso plano cuadrado, los ligandos π-donadores fuertes pueden hacer que los orbitales d xz y d yz tengan mayor energía que el orbital d z 2 , mientras que en el caso octaédrico los ligandos π-donadores solo afectan la magnitud de la división del orbital d y se conserva el orden relativo de los orbitales. [1]