Química de coordinación de nitrógeno

El átomo de nitrógeno, un elemento químico que tiene el número atómico 7, es el primer elemento del grupo 15 de la tabla periódica, o familia 5, y se clasifica como no metálico. Tiene una masa atómica equivalente a 14.007.

En su forma gaseosa, es una molécula diatómica (N_dos), en el que existe un fuerte triple enlace de naturaleza covalente entre sus átomos. Es un gas incoloro, inodoro e insípido, estando abundantemente presente en la atmósfera, siendo el constituyente principal de esta atmósfera, haciendo un total del 78%.

El nitrógeno fue descubierto en 1772 por Rutherford, siendo aislado en 1785 por Cavendish. En 1908, Fritz Haber desarrolló un proceso para extraer nitrógeno del aire y producir gas amoniaco (NH₃), uno de sus derivados. Es un elemento tan inerte que Lavoisier lo llamó «Azoto», que significa sin vida. Sin embargo, sus compuestos son muy reactivos, siendo ampliamente utilizados en la química de explosivos.

El átomo de nitrógeno tiene una configuración electrónica de 1 s.^dos 2 s^dos 2p³. Para completar su valencia, puede organizarlo de la siguiente manera:

1. ganando electrones para formar el ion nitruro N^3-, que se encuentra en los nitruros salinos de los metales más electropositivos;
2. formando enlaces con pares de electrones, que pueden ser de naturaleza simple, como en NH₃; o múltiples (dobles y triples enlaces);
3. formando enlaces con un par de electrones y ganando uno o más electrones, como en NH_dos^– y NH^dos-;
4. formando enlaces con un par de electrones y pérdida de electrones, como en los iones de amonio tetraédrico y amonio sustituido [NR₄]⁺.

Hay, a su vez, pocas especies estables en las que, formalmente, la capa de valencia de nitrógeno está incompleta. Algunos de los mejores ejemplos son NO y NO_dos; estas especies tienen electrones desapareados y son paramagnéticas.

Los compuestos nitrogenados tienen una importancia destacada en el estudio de la Química de Coordinación como especies ligantes coordinadas con centros metálicos. Estos complejos pueden tener las más variadas características y funciones, entre los compuestos nitrogenados podemos mencionar el amoniaco (NH₃), una molécula neutra, y también sus derivados; compuestos de imidazol, bipiridinas, amidinas. Estos compuestos también pueden estar presentes en cadenas con dos o más átomos de nitrógeno, tales como azidas, diazenos, triazenos, tetrazenos, pentazenos, entre otros.

La participación en estos sistemas nitrogenados es de gran importancia, ya que se configuran como prometedores para las más variadas áreas de investigación. Por tanto, los sistemas de nitrógeno catenados pueden tener hasta 10 átomos de nitrógeno unidos en secuencia. Una característica de los compuestos así descritos es la alta inestabilidad debida a la alternancia de enlaces simples y dobles, lo que hace que el compuesto sea altamente reactivo. Una forma de proceder con la estabilización de estas cadenas es la sustitución de los átomos de hidrógeno terminales por grupos orgánicos, como los anillos aromáticos sustituidos, lo que provoca una deslocalización de la densidad electrónica presente en la cadena de nitrógeno.

Referencias:
MOORE, DS y ROBINSON, SD; Adv. Inorg. Chem. Radiochem, 30, 1 – 68, 1986.
FENNER, H .;Tesis de maestria; DQ-UFSM, 1989.
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