Slides Nomenclaturas dos Complexos 2022 1

Química de Coordenação IQG-111 – Química Geral EE Prof. Fagner Moura Departamento de Química Inorgânica Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ Instituto de Química – IQG-111 Nomenclatura dos Complexos 1- Nomeie os complexos abaixo: g) mer-[RuCl3(PEt3)3] h) [CuCl4]2- i) cis-[Co(acac)2(NH3)Cl] j) [V(CO)6]- k) [FeCl2(en)2]+ l) [Ni(CN)3(OH)3]4- Ligação Química nos Complexos • Teoria do Campo Cristalino (TCC) • A teoria do campo cristalino (TCC) considera cada ligante como uma carga pontual negativa. Essas cargas negativas representariam os pares de elétrons isolados dos ligantes, dirigidos para o átomo central. ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7 ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. Ligação Química nos Complexos • Teoria do Campo Cristalino (TCC) • O metal de carga positiva atrai os ligantes, que na TCC são considerados cargas pontuais. • Interação metal-ligante de natureza puramente eletrostática. ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7 ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. Ligação Química nos Complexos • Teoria do Campo Cristalino (TCC) • Os elétrons dos orbitais t2g estão mais afastados dos ligantes, por isso caem em energia. • Os elétrons dos orbitais eg aumentam em energia, pois estão mais próximos ao ligantes. Ligação Química nos Complexos • Teoria do Campo Cristalino (TCC) • A separação das energias entre os dois conjuntos de orbitais é denominada de desdobramento do campo ligante (∆o). • Os elétrons começam ocupando os orbitais de mais baixa energia (t2g); Ligação Química nos Complexos • Teoria do Campo Cristalino (TCC) • Ex.: [Ti(H2O)6]3+ • O único elétron no orbital t2g pode ser excitado para o orbital eg se absorver um fóton de energia ∆oct. Ligação Química nos Complexos • Teoria do Campo Cristalino (TCC) 2) O complexo [Ti(H2O)6]3+ absorve luz de comprimento de onda 510 nm. Qual é o desdobramento do campo ligante do complexo? R = 235 kJ.mol-1 Ligação Química nos Complexos • Série Espectroquímica • Os diferentes ligantes afetam os orbitais d de um determinado átomo ou íon central de metal em graus diferentes e, assim, produzem diferentes desdobramentos do campo ligante. • As energias relativas dos desdobramentos produzido por determinado ligante é aproximadamente a mesma, independente da identidade do metal. ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7 ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. Ligação Química nos Complexos • Série Espectroquímica • Os ligantes são organizados na ordem de força de desdobramento do campo ligante em uma série espectroquímica. • Os ligantes que causam um grande desdobramento são classificados como ligantes de campo forte e os ligantes que causam pequeno desdobramento são ligantes de campo fraco. ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7 ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. Ligação Química nos Complexos • Série Espectroquímica • O conhecimento das energias relativas dos ligantes permite controlar a cor de um íon complexo. • A substituição de ligantes de campo fraco por ligantes de campo forte (ou vice e versa) age também como uma chave para ligar ou desligar o paramagnetismo. • A substituição de um ligante por outro também permite o controle da cor dos complexos. Ligação Química nos Complexos • Série Espectroquímica Complexos [Ni(dmso)6]2+ [Ni(OH2)6]2+ [Ni(NH3)6]2+ [Ni(en)3]2+ λmáx 749 nm 720 nm 572 nm 543 nm Ligação Química nos Complexos • Série Espectroquímica • As cores dos complexos têm origem nas transições d-d, nas quais um elétron é excitado de um orbital d para outro orbital d. • Um outro tipo de transição chama-se transferência de carga, na qual um elétron é excitado do ligante para outro átomo do metal e vice e versa. ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7 ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. Ligação Química nos Complexos • Série Espectroquímica Fonte: Chang, R. and Goldsby, K., 2014. Chemistry. 11th ed. New York: McGraw-Hill Education. Ligação Química nos Complexos • Teoria do Campo Cristalino (TCC) 3) Prediga a configuração eletrônica dos complexos [Fe(CN)6]3- e [Fe(H2O)6]3+ , forneça o número de elétrons desemparelhados e prediga características magnéticas. Ligação Química nos Complexos • Complexos Tetraédricos • Os ligantes se localizam entre os orbitais t2 do metal (vértices do cubo) – Aumento de energia; • Compostos tetraédricos são sempre de spin alto; • Ligantes volumosos (efeito estérico); • Ligantes de campo fraco; • Metal com baixo estado de oxidação; Ligação Química nos Complexos • Complexos Tetraédricos Fonte: Chang, R. and Goldsby, K., 2014. Chemistry. 11th ed. New York: McGraw-Hill Education. Ligação Química nos Complexos • Complexos com NC = 4 [Ni(CN)4]4- [NiCl4]2- Ligação Química nos Complexos • Fatores que afetam 10 Dq 1- Simetria do Campo 10 Dq (oct) = 2 x 10 Dq (Td) NC = 6 NC = 4 2- Estado de Oxidação do Metal NOX 10 Dq Quanto mais forte a atração do metal com o ligante, maior a repulsão dos elétrons d do metal. Ligação Química nos Complexos • Fatores que afetam 10 Dq 3- Período do Metal 4- Natureza do Ligante (Série espectroquímica) n dos orbitais d 10 Dq Metais maiores apresentam orbitais grandes, aumentando as interações provocando maior desdobramento. Ex.: [Pt(NH3)4]2+ = Quadrático [Ni(NH3)4]2+ = Tetraédrico Ligação Química nos Complexos • Teoria do Campo Cristalino (TCC) 4) Desenhe um diagrama de energia para os complexos [CoCl4]2- , [Co(CN)6]3- e [CoF6]3-, mostre a configuração eletrônica e prediga o número de elétrons desemparelhados. Ligação Química nos Complexos • Teoria do Campo Cristalino (TCC) 5) Aponte uma razão pela qual os íons Zn2+ (aq) são incolores. Você esperaria que compostos de zinco fossem paramagnéticos? Explique seu raciocínio.