Cianato
El ion cianato es un anión con la fórmula química OCN−. Es una resonancia de tres formas: [O−−C≡N] (61%) ↔ [O=C=N−] (30%) ↔ [O+≡C−N2−] (4%).
El cianato es el anión derivado del ácido isociánico, H-N=C=O, y su tautómero menor, el ácido ciánico (también conocido como cianol), H-O-C≡N.
Cualquier sal que contenga el ion, como el cianato de amonio, se llama cianato.
El ion cianato es un isómero del anión fulminato, mucho menos estable, CNO− o [C−≡N+−O -].
El ion cianato es un ligando ambidentado que forma complejos con un ion metálico en el que el átomo de nitrógeno o el de oxígeno puede ser el donante del par de electrones. También puede actuar como ligando puente.
Los compuestos que contienen el grupo funcional cianato, −O−C≡N, se conocen como cianatos o ésteres de cianato. El grupo funcional cianato es distinto del grupo funcional isocianato, −N=C=O; el grupo funcional fulminado, −O−N+≡C− ; y el grupo funcional de óxido de nitrilo, −CNO o −C≡N+−O−.
Ión cianato
Los tres átomos de un ion cianato se encuentran en línea recta, lo que le da al ion una estructura lineal. La estructura electrónica se describe más simplemente como
- :Ö̤−CañaN:
con un enlace simple C−O y un enlace triple C≡N. (O más completamente como:Ö̤−C≡N: ↔ Ö̤=C=N̤̈ ↔:O≡C−N̤̈:) El espectro infrarrojo de una sal de cianato tiene una banda en ca. 2096 cm-1; una frecuencia tan alta es característica de un triple enlace.
El ion cianato es una base de Lewis. Tanto los átomos de oxígeno como los de nitrógeno transportan un par de electrones solitarios y uno, el otro o ambos pueden donarse a aceptores de ácido de Lewis. Puede describirse como un ligando ambidentado.
Sales de cianato
El cianato de sodio es isoestructural con el fulminato de sodio, lo que confirma la estructura lineal del ion cianato. Se elabora industrialmente calentando una mezcla de carbonato de sodio y urea.
- Na2CO3 + 2 OC(NH)2)2 → 2 NaNCO + CO2 + 2 NH3 + H2O
Una reacción similar se utiliza para hacer cianato de potasio. Los cianuros se producen cuando se oxidan. El uso de este hecho se hace en procesos de descontaminación de cianuro donde se utilizan oxidantes como permanganato y peróxido de hidrógeno para convertir cianuro tóxico en cianato menos tóxico.
| Nombre | fórmula | Sistema de cristal | Grupo espacial | Unit cell (Å) | volumen (Å3) | Densidad (g/cm3) | Comentario | Referencia |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Amonium cyanate | NH4OCN | tetragonal | P4/nmm | a= 5.082 b= 5.082 c= 5.551 | se descompone cuando calentado a urea | |||
| Lithium cyanate | LiOCN | trigonal | R3m | a 3.230 b = 14.268 Z=3 | 128.90 | 1.895 | fundición a 475 °C | |
| Sodium cyanate | NaOCN | hexagonal | R3m | a = 3.568 c = 15.123 | 166.72 | 1.94 | fundición a 550 °C | |
| Cianato de potasio | KOCN | tetragonal | I4/mcm | a = 6.091 c = 7.052 | 261.6 | 2.056 | fundición a 315 °C | |
| Rubidium cyanate | RbOCN | tetragonal | I4/mcm | a 6.35 c = 7.38 | 297.58 | 2.85 | ||
| Cesium cyanate | CsOCN | tetragonal | I4mcm | a = 6.519 c = 7.994 | 339.68 | 3.42 | ||
| Cianato de Thallium | TlOCN | tetragonal | I4mcm | a 6.23 c = 7.32 | 284.3 | 5.76 | ||
| Cianato de plata | AgOCN | monoclínico | P21/m | a = 5.474 b = 6.378 c = 3.417 β = 90.931° | 119.29 | 4.173 | fundición a 652 °C | |
| Cianato de estroncio | Sr(OCN)2 | orthorhombic | Fddd | a = 6.151 b = 11.268 c = 11.848 Z = 8 | 821.1 | 2.78 |
Complejos con el ion cianato
Cyanate es un ligand ambidentate que puede donar el par de electrones en el átomo de nitrógeno o el átomo de oxígeno, o ambos. Structuralmente los isómeros pueden distinguirse por la geometría del complejo. In N- complejos de cianato de unión la unidad M−NCO a veces tiene una estructura lineal, pero con O-Cianar la unidad M−O−C está doblada. Así, el complejo de cyanato de plata, [Ag(NCO)2]−, tiene una estructura lineal como muestra la cristalografía de rayos X. Sin embargo, la estructura cristalina del cianato de plata muestra cadenas zigzag de átomos de nitrógeno y átomos de plata. Existe también una estructura
NCO / Ni / OCN
en el que el grupo Ni-N-C está doblado.
La espectroscopia infrarroja se ha utilizado ampliamente para distinguir entre isómeros. Muchos complejos de metales divalentes están unidos por enlaces N. Se ha sugerido la unión O para complejos del tipo [M(OCN)6] n−, M = Mo(III), Re(IV) y Re(V). El complejo amarillo Rh(PPh3)3(NCO) y el complejo naranja Rh(PPh3)3(OCN) son isómeros de enlace y muestran diferencias en sus espectros infrarrojos que pueden usarse para el diagnóstico.
El ion cianato puede formar un puente entre dos átomos metálicos utilizando ambos átomos donantes. Por ejemplo, esta estructura se encuentra en el compuesto [Ni2(NCO)2(Es)2](BPh4)2. En este compuesto tanto la unidad Ni-N-C como la unidad Ni-O-C están dobladas, aunque en el primer caso la donación se realiza a través del átomo de nitrógeno.
Grupo funcional cianato
Los compuestos que contienen el grupo funcional cianato, −O−C≡N, se conocen como cianatos o ésteres de cianato. Cianatos de arilo tales como cianato de fenilo, C6H5OCN se puede formar mediante una reacción de fenol con cloruro de cianógeno, ClCN, en presencia de una base.
Los compuestos orgánicos que contienen el grupo funcional isocianato −N=C=O se conocen como isocianatos. En química orgánica es habitual escribir isocianatos con dos dobles enlaces, lo que concuerda con una teoría simplista del enlace de valencia. En reacciones de sustitución nucleofílica, el cianato suele formar un isocianato. Los isocianatos se utilizan ampliamente en la fabricación de pesticidas y productos de poliuretano; El isocianato de metilo, utilizado para fabricar pesticidas, fue un factor importante en el desastre de Bhopal.
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