Autoionización molecular

En química , la autoionización molecular (o autoionización ) es una reacción química entre moléculas de la misma sustancia para producir iones . Si un líquido puro se disocia parcialmente en iones, se dice que es autoionizante. ^[1]^{: 163} En la mayoría de los casos, el número de oxidación de todos los átomos en dicha reacción permanece inalterado. Dicha autoionización puede ser prótica ( H+transferencia) o no prótica .

Ejemplos

Disolventes próticos

Los disolventes próticos a menudo sufren cierta autoionización (en este caso autoprotólisis ):

${\ce {2H2O <=> H3O+ + OH-}}$
- La autoionización del agua ha sido particularmente estudiada, debido a sus implicaciones para la química ácido-base de soluciones acuosas .

${\ce {2 NH3 <=> NH4+ + NH2-}}$ ^[1]^{: 217}

${\ce {2H2SO4 <=> H3SO4+ + HSO4-}}$ ^[1]^{: 223}

${\ce {3HF <=> H2F+ + HF2-}}$
- Aquí la transferencia de protones entre dos HF se combina con la homoasociación de F ⁻ y un tercer HF para formar HF−2^[1]^{: 221}

Estructura del pentacloruro de fósforo sólido , que ilustra su autoionización en PCl+4y PCl−6. ^[2]

Disolventes no próticos

${\ce {2PF5 <=> PF6- + PF4+}}$

${\ce {N2O4 <=> NO+ + NO3-}}$
- ^[1]^{: 217} Aquí los números de oxidación del nitrógeno cambian de (+4 y +4) a (+3 y +5).

${\ce {2 BrF3 <=> BrF2+ + BrF4-}}$ ^[1]^{: 224}

Todos estos disolventes poseen átomos con números atómicos impares, ya sea nitrógeno o un halógeno. Dichos átomos permiten la formación de iones no radicales con carga simple (que deben tener al menos un átomo de número atómico impar), que son los productos de autoionización más favorables. Los disolventes próticos, mencionados anteriormente, utilizan hidrógeno para esta función. La autoionización sería mucho menos favorable en disolventes como el dióxido de azufre o el dióxido de carbono, que solo tienen átomos de número atómico par.

Química de coordinación

La autoionización no se limita a líquidos o sólidos puros. Las soluciones de complejos metálicos presentan esta propiedad. Por ejemplo, los compuestos del tipo FeX ₂ ( terpiridina ) (donde X = Cl o Br) son inestables con respecto a la autoionización y forman [Fe(terpiridina) ₂ ] ²⁺ [FeX ₄ ] ²⁻ . ^[3]

Véase también

Referencias

^ abcdef Housecroft CE; Sharpe AG (2005). Química inorgánica (2.ª ed.). Pearson. ISBN 0130-39913-2.
^ Finch, A.; Fitch, AN; Gates, PN (1993). "Estructura cristalina y molecular de una modificación metaestable del pentacloruro de fósforo". Journal of the Chemical Society, Chemical Communications (11): 957–958. doi :10.1039/C39930000957.
^ Kamata, K.; Suzuki, A.; Nakai, Y.; Nakazawa, H., "Hidrosililación catalítica de alquenos mediante complejos de hierro que contienen derivados de terpiridina como ligandos auxiliares", Organometallics 2012, 31, 3825-3828. doi :10.1021/om300279t