Atividade de Química Inorgânica

1 Universidade Federal de Ouro Preto Instituto de Ciências Exatas e Biológicas Departamento de Química Química Inorgânica QUI273 Lista de Exercícios 3 1 Para cada um dos compostos de coordenação a seguir determine o número de elétrons do centro metálico a K4FeCN6 b Crox33 c K2OsCl5N d CoH2O5BrNO32 e cisPdNH34Cl2Cl2 f RuenNO2ONO g HexaisotiocianatoferratoII de ferroII h Fluoreto de bisdipiridinoplatinaII i Íon dicloroargentatoI j TrioxalatocupratoII de alumínio k hexacarbonilmolibdênio0 l ClorohidrogenotristrifenilfosfinorutênioII 2 Miessler GL Desenhe as ligações entre um átomo metálico e o 14butadieno considerando interações η2 e η4 3 Em compostos em geral os metais podem apresentar diferentes estados de oxidação mas geralmente positivos Como então explicase a estabilidade do VI no VCO6 4 Em cada caso abaixo indique se a ligação MC é melhor interpretada como iônica covalente σ ou coordenada a BaCp2 b NaCCCH3 c Al2Me6 d MgEtBr e SrEt2 f η5C5Me5Al4 g η5C5Me52Fe h 246Me3C6H23PbCl i 246iPr3C6H22GaGa246iPr3C6H22 j WCS6 5 Compostos organometálicos podem ser catalisadores importantes em reações de hidrogenação Explique como a ligação do H2 com o metal ativa essa molécula Desenhe a interação com os orbitais d 6 Explique a variação na força da ligação CO nas carbonilas metálicas abaixo comparando com o monóxido de carbono livre ν 2143 cm1 7 Miessler GL Níquel tetracarbonila NiCO4 é uma espécie de 18 elétrons Usando um diagrama orbital molecular qualitativo explique a estabilidade desta molécula de 18 elétrons 2 8 Miessler GL Considerando que os compostos abaixo seguem a regra dos 18 elétrons determine qual metal do primeiro período de transição é adequado a cada caso a MCO7 b MCH3CO5 c Mη3C3H3η5C5H5CO d Mη3C3H3η5C5H5CH3NO NO se liga de forma angular 9 Miessler GL Para cada caso abaixo determine o índice estequiométrico x ou a carga z considerando a regra dos 18 elétrons Observação para compostos quadráticoplanos o número de elétrons de valência mais comum é 16 não 18 a MCO7 b CoCO6Z c NiCO3NOZ contém MNiO linear d RuCO4GeMe3Z e η3C3H5VCNCH35Z f η5C5H5FeCO35Z g η5C5H5WCOx2 tem ligação simples WW h CO3NiiCoCO3Z i NiNO3SiMe3Z tem MNO linear j η5C5H5MnCOx2 tem ligação dupla MnMn 10 Aminas NR3 geralmente se ligam apenas fracamente quando coordeandos a metais de transição com EOF baixo Por quê Seria esperado que o NF3 formasse complexos mais estáveis com estes metais Discuta os fatores envolvidos 11 Prediga a hapticidade do Cp no WCp2CO2 12 Determine o EOF a configuração eletrônica e o número de elétrons de valência em cada uma das espécies presentes no equilíbrio abaixo 𝑊𝜂2𝐻2𝐶𝑂3𝑃𝑃ℎ32 𝑊𝐻2𝐶𝑂3𝑃𝑃ℎ32 13 Explique a diferença entre os carbenos de Fischer e de Schrock 14 Na grande maioria dos compostos moleculares as ligações covalentes podem ser simples duplas ou triplas Explique então como podem ocorrer casos de OL 3 em clusters organometálicos 15 16 Miessler GL Por que complexo d4 spin alto CrH2O62 é lábil enquanto o íon complexo d4 spin baixo CrCN64 é inerte 17 Qual complexo hexacarbonilferroII ou hexacarbonilferroIII deve ser o mais estável Justifique 18 Miessler GL O composto FeSCNOH252 pode ser detectado no meio reacional durante a reação do CoNCSNH352 com Fe2aq para formar Fe3aq e Co2aq O que essa observação sugere sobre o mecanismo de oxidação 3 19 Atkins Shriver Explique os efeitos sobre a velocidade de reações de substituição dissociativamente ativadas dos complexos de RhIII de a Aumento da carga total do complexo b Troca do grupo abandonador de NO3 para Cl c Troca do grupo de entrada de Cl para I d Troca do ligante em posição cis ao grupo abandonador de NH3 para H2O 20 Atkins Shriver Escreva os mecanismos de esfera interna e externa para a redução do azidopentaminocobaltoIII com o V2aq Qual dado experimental poderia ser usado para distinguir entre os dois processos 21 Atkins Shriver As constantes de equilíbrio para as reações sucessivas da etilenodiamina com os aquo complexos de Co2 Ni2 e Cu2 são dadas abaixo a 𝑀𝑂𝐻262 𝑒𝑛 𝑀𝑂𝐻24𝑒𝑛2 2𝐻2𝑂 𝐾𝑓1 b 𝑀𝑂𝐻24𝑒𝑛2 𝑒𝑛 𝑀𝑂𝐻22𝑒𝑛22 2𝐻2𝑂 𝐾𝑓2 c 𝑀𝑂𝐻22𝑒𝑛22 𝑒𝑛 𝑀𝑒𝑛32 2𝐻2𝑂 𝐾𝑓3 Íon pKf1 pKf2 pKf3 Co2 589 483 310 Ni2 752 628 426 Cu2 1072 931 10 Discuta se esses dados corroboram a generalização sobre as constantes de formação sucessivas e a série de IrvingWilliams Como você explica o valor extremamente baixo do pKf3 para o Cu2 22 Atkins Shriver Qual composto você esperaria que fosse mais estável Rhη5C5H52 ou Ruη5C5H52 Justifique sua resposta 23 Miessler GL Porque a mudança das constantes de velocidade de substituição para diferentes grupos de entrada evidencia um mecanismo associativo A ou Ia 24 Atkins Shriver Escreva os produtos principais das seguintes reações a 𝑃𝑡𝑃𝑃ℎ342 2𝐶𝑙 b 𝑃𝑡𝐶𝑙42 2𝑃𝑃ℎ3 c 𝑐𝑖𝑠 𝑃𝑡𝑁𝐻32𝑝𝑦22 2𝐶𝑙 25 Atkins Shriver Escreva um mecanismo plausível indicando seu raciocínio para a reação 𝑅ℎ𝐶𝑂𝐶2𝐻5𝑃𝑅34 𝑅ℎ𝐶𝑂𝐻𝑃𝑅34 𝐶2𝐻4 26 Miessler GL A reação de substituição 𝐶𝑟 12𝐶𝑂 6 13𝐶𝑂 𝐶𝑟 12𝐶𝑂 5 13𝐶𝑂 12𝐶𝑂 é de primeira ordem em relação à concentração do Cr12CO6 mas independe da concentração do 13CO O que isso indica sobre o mecanismo da reação 27 Miessler GL Explique por que o CuH2O62 apresenta duas velocidades distintas para a troca de água em solução aquosa 4 28 Miessler GL Prediga os produtos para as seguintes reações a 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 𝐼𝑟𝐶𝑂𝐶𝑙𝑃𝑃ℎ32 𝐶𝐻3𝐼 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑜 𝐴 𝐶𝐻4 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑜 𝐵 b 𝑓𝑎𝑐 𝑀𝑛𝐶𝑂3𝐻𝑃𝑀𝑒3𝐶𝐻3 𝐶𝑂 c 𝑐𝑖𝑠 𝑊𝐶𝑂62 𝐶6𝐻5𝐿𝑖 𝐶𝑂 29 Para cada caso abaixo determine qual o produto será formado preferencialmente 30 Considere o ciclo catalítico abaixo representando a reação de Heck com acoplamento entre brometo de fenila e propeno utilizando catalisador tetraquistrifenilfosfanopaládioII Identifique o tipo de reação que ocorre em cada etapa AF e determide o Estado de Oxidação Formal e o Número de Elétrons de Valência do Pd em cada um dos compostos organometálicos 31 Miessler GL Proponha o mecanismo para a síntese do composto abaixo a partir de um alqueno de 5 carbonos apropriado e utilizando um catalisador organometálico 5 Material Complementar Série espectroquímica I Br S2 SCN Cl NO3 N3 F uréia OH C2O42 O2 H2O NCS CH3CN py NH3 en bipy phen NO2 CH3 C6H5 PPh3 CN CO Série de IrvingWilliams para MII 𝐵𝑎2 𝑆𝑟2 𝐶𝑎2 𝑀𝑔2 𝑀𝑛2 𝐹𝑒2 𝐶𝑜2 𝑁𝑖2 𝐶𝑢2 𝑍𝑛2 Efeito trans CO CN C2H4 H PR3 CH3 SCNH22 C6H5 NO2 SCN I Br Cl py NH3 OH H2O 5 6 3 4 1 2 3 4 5 6 13 14 15 16 17 18 7 8 9 10 11 12 4003 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 TABELA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS 2 H He Hidrogênio Hélio 1008 10 Li Be B C N O F Ne Flúor Nêonio 6940 9012 10810 12011 14007 15999 18998 20180 Lítio Berílio Boro Carbono Nitrogênio Oxigênio 15 16 17 18 Na Mg Al Si P S 11 12 13 14 Cl Ar Sódio Magnésio Alumínio Silício Fóforo Enxofre Cloro Argônio 30974 32060 35450 39950 19 20 21 22 22990 24305 26982 28085 35 36 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe 29 30 31 32 33 34 23 24 25 26 27 28 As Se Br Kr Potássio Cálcio Escândio Titânio Vanádio Crômio Co Ni Cu Zn Ga Ge Gálio Germânio Arsênio Selênio Bromo Criptônio Manganês Ferro Cobalto Níquel Cobre Zinco 78971 79904 83798 54938 55845 58933 58693 63546 65380 39 40 85468 87620 88906 91224 69723 72630 74922 39098 40078 44956 47867 50942 51996 53 54 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru 47 48 49 50 51 52 41 42 43 44 45 46 37 38 Sb Te I Xe Rubídio Estrôncio Ítrio Zircônio Nióbio Molibdênio Rh Pd Ag Cd In Sn Índio Estanho Antimônio Telúrio Iodo Xenônio Tecnécio Rutênio Ródio Paládio Prata Cádmio 126900 131290 55 56 57 71 72 73 74 107870 112410 114820 118710 121760 127600 92906 95950 97000 101070 102910 106420 81 82 83 84 85 86 75 76 77 78 79 80 Pb Bi Po At Rn Césio Bário Háfnio Tântalo Tungstênio Os Ir Pt Au Hg Tl Cs Ba Hf Ta W Re Tálio Chumbo Bismuto Polônio Astato Radônio Rênio Ósmio Irídio Platina Ouro Mercúrio 207200 208980 209000 210000 222000 102 102 89 103 190230 192220 195080 196970 200590 204380 132910 137330 178490 180950 183840 186210 7 116 117 118 Fr Ra Rf Db Sg Bh Hs 110 111 112 113 114 115 104 105 106 107 108 109 Mc Lv Ts Og Frâncio Rádio Rutherfórdio Dúbnio Seabórgio Bóhrio Mt Ds Rg Cn Nh Fl Flevório Moscóvio Livermório Tennesso Oganessônio 223000 226000 267000 268000 269000 Hássio Meitnério Darmstádtio Roentgênio Copernício Nihônio 286000 290000 290000 293000 294000 294000 270000 269000 277000 281000 282000 285000 68 69 70 71 La Ce Pr Nd Pm Sm 62 63 64 65 66 67 57 58 59 60 61 Tm Yb Lu Lantânio Cério Praseodímio Neodímio Promécio Samário Európio Eu Gd Tb Dy Ho Er Itérbio Lutécio 138910 140120 140910 144240 145000 150360 151960 157250 Gadolínio Térbio Disprósio Hólmio Érbio Túlio 174970 89 103 89 90 91 92 93 94 158930 162500 164930 167260 168930 173050 57 71 101 102 103 Ac Th Pa U Np 95 96 97 98 99 100 Fm Md No Lr Nome Actínio Tório Protactínio Urânio Pu Am Cm Bk Cf Es Einstênio Férmio Mendelévio Nobélio Laurêncio Massa 227000 232040 231040 Neptúnio Plutônio Amerício Cúrio Berquélio Califórnio 251000 252000 257000 258000 259000 266000 238030 237000 244000 243000 247000 247000 Número atômico Z Símbolo do elemento Nome do elemento Massa atômica 1 H Hidrogênio 1008 6 LIGANTE FÓRMULA TIPO ELÉTRONS DOADOS CARGA NOx Covalente Iônico Aminas Fosfinas Arsinas NR3 PR3 AsR3 L 2 2 0 Haletos e Hidreto F Cl Br I H X 1 2 1 Diidrogênio dinitrogênio dioxigênio H2 N2 O2 L 2 4 0 Óxido Sulfeto Seleneto O S Se X2 2 4 2 Nitreto N X3 3 6 3 Nitrosil linear angular NO NO NO X LX 1 3 2 1 1 Cianeto Tiocianato Carboxilato CN SCN RCOO X 1 2 1 Carbonil CO L 2 2 0 Carbenos MCR2 CRR CRE CE2 L ou X2 2 4 1 Carbinos MCR CH CR CX LX 3 4 1 Carbenos MC C LX 3 4 1 1Alquil Alquenil Alquinil Aril R Ph X 1 2 1 2alquenil 2alquinil R2CCR2 RCCR L 2 2 0 3alil H2CCHCR2 LX 3 4 1 4Butadieno 4Ciclobutadieno CH2CHCHCH2 C4H4 L2 4 4 0 5ciclopentadienil C5H5 L2X 5 6 1 6Benzeno C6H6 L3 6 6 0 7cicloheptatrienil C7H7 L3X 7 8 1 8ciclooctatetraeno cod C8H8 L5 10 10 2 Clusters considerando ML MM MM MM X X2 X3 1 2 3 2 4 6 varia Compostos de B e Al BF3 BR3 AlR3 Z 2 2 0 𝜆𝜐 𝑐 𝐸𝑓𝑜𝑡𝑜𝑛 ℎ𝜐 ℎ𝑐 𝜆 1 𝐽 1 𝑘𝑔 𝑚2 𝑠2 𝑐 2998𝑥108 𝑚 𝑠1 ℎ 6626𝑥1034 𝐽 𝑠 𝑁𝐴 6022𝑥1023 𝑚𝑜𝑙1