Slides Teoria Ácido-base 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 Teoria ácido-base (definição de Lewis) •Ácido: receptor de par/pares de elétrons (presença de orbital/is vazio/s) •Base: doador de par/pares de elétrons Metais de Transição Fonte: Chang, R. and Goldsby, K., 2014. Chemistry. 11th ed. New York: McGraw-Hill Education. Compostos de Coordenação • Muitos elementos do bloco d formam soluções com cores características em água. • Os compostos de coordenação apresentam paramagnetismo frequente. ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7 ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. Compostos de Coordenação •Os orbitais d apresentam simetrias diferentes e são fundamentais na compreensão dos compostos de coordenação. ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7 ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. Compostos de Coordenação •Estados de oxidação variáveis ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7 ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. Compostos de Coordenação - Aplicações • Importância Biológica • Transporte de oxigênio pelo sangue: A Hemoglobina Grupo Heme Compostos de Coordenação - Aplicações Cisplatina Compostos de Coordenação - Aplicações • Relevância Industrial, como catalisadores. • Relevância tecnológica, como eletrocatalisadores e condutores. • Relevância industrial, como materiais avançados (ligas e materiais magnéticos) Conceitos •Composto de Coordenação ou complexo: É formado por uma espécie central, ácido de Lewis que normalmente é um metal, e por ligantes. Estes são bases de Lewis e podem ser íons ou moléculas. ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7 ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. Conceitos • Ligantes: Podem ser classificados em relação ao número de átomos que podem ser coordenados ao metal. Ligação através de • 01 átomos = monodentado • 02 átomos = bidentados • 03 átomos = tridentados • Mais de quatro átomos = polidentados Conceitos •Ligantes Fonte: Chang, R. and Goldsby, K., 2014. Chemistry. 11th ed. New York: McGraw-Hill Education. Encontre o estado de oxidação dos metais sublinhados: a) [Ru(NH3)5(H2O)]Cl2 b) [Cr(NH3)6](NO3)3 c) [Fe(CO)5] a) K4[Fe(CN)6] Geometria dos Complexos • O número de coordenação (NC) mais comuns variam de 2-12, os mais importantes são 2,4,5, 6, 7, 8 e 9. Dentre esses para os metais de transição são mais comuns 4 e 6. Por isso as geometrias mais prováveis para os complexos de metais de transição são tetraédrica, octaédrica e quadrática. • Para os lantanídeos os NC mais comuns são 8 e, principalmente, 9. Geometria dos Complexos ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7 ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. Geometria dos Complexos • Alguns fatores influenciam no NC, tais como: a) Tamanho da espécie central; b) Interações estéricas ligante-ligante c) Interações eletrônicas metal-ligante • A medida que o raio iônico aumenta o NC também aumenta, diminuindo a repulsão entre os ligantes • A medida que o tamanho dos ligantes aumentam ou se os ligantes são carregados, a repulsão aumenta diminuindo o NC. Geometria dos Complexos • Quanto maior o número de elétrons d do íon metálico, menor o NC porque a repulsão eletrônica aumenta entre os pares de elétrons do ligante e os elétrons d do íon metálico. Ex.: [Ni(CN)4]2- Geometria Quadrática [NiBr4]2- Geometria Tetraédrica Nomenclatura dos Complexos • O objetivo da nomenclatura é ser sucinto, mas sem ambiguidades. Os complexos são identificados pelos nomes e números dos ligantes individuais. ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7 ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. Nomenclatura dos Complexos • Os ânions que contêm metais terminarão com o sufixo –ATO, análogo ao observado nos ânions simples. Procedimento: 1- Ao dar nome a um complexo de metal d, comece pelos ligantes e depois passe ao átomo ou íon do metal. Fonte: Chang, R. and Goldsby, K., 2014. Chemistry. 11th ed. New York: McGraw-Hill Education. Nomenclatura dos Complexos Procedimento: 2- Os ligantes neutros, como H2NCH2CH2NH2 (etilenodiamina), têm o nome da molécula, exceto H2O (aqua), NH3 (amina), CO (carbonil) e NO (nitrosil). 3- Os ligantes aniônicos terminando em –o. Os ânions terminados em –eto (como cloreto), -ato e –ito passam a ter a terminação -eto → -o -ato → -ato -ito → -ito Nomenclatura dos Complexos Procedimento: 4- Usam-se prefixos gregos para indicar o número de cada tipo de ligantes existentes no íon complexo: Se os ligantes já contêm prefixos gregos (como etilenodiamina) ou se ele é polidentado, então os seguintes prefixos são usados: 2 3 4 5 6 di tri tetra penta hexa 2 3 4 5 6 bis tris tetraquis pentaquis hexaquis Nomenclatura dos Complexos Procedimento: 7- Um número romano indica o número de oxidação do íon metálico central: [FeCl(H2O)5]+ = íon pentaaquacloroferro(II) [CrCl2(NH3)4]+ = íon tetraaminodiclorocrômio(III) [Co(en)3]+3 = íon tris(etilenodiamina)cobalto(III) Nomenclatura dos Complexos Procedimento: 8- Se o complexo tem carga negativa total (um complexo aniônico), o sufixo –ato é adicionado à raiz do nome do metal. [Fe(CN)6]4- = íon hexacianoferrato(II) [Ni(CN)4]2- = íon tetracianoniquelato(II) 9- O nome dos complexos segue a ordem do nome dos compostos comuns, sendo primeiro o nome do ânion e depois do cátion. Nomenclatura dos Complexos Ex.: trans-[CoCl2(en)2]Cl = Cloreto de trans-diclorobis(etilenodiamino)cobalto(III) Espécie central = Co Ligantes em ordem alfabética = Cl (cloro) e en (etilenodiamino) Contraíon = Cl- Ex.: [Ni(H2O)6]2+ = hexaaquaníquel(II) [Pt(en)2]2+ = bis(etilenodiamina)platina(II) [CuCl4]2- = tetraclorocuprato(II) [V(CO)6]- = hexacarbonilvanadato(-I) Nomenclatura dos Complexos 1- Nomeie os complexos abaixo: a) [Co(acac)3] b) [Pt(NH3)Cl2] c) [Ag(CN)2]- d) [Co(NH3)5(NO2)]Cl2 e) trans [Ir(CO)Cl(PPh3)2] f) K3[Co(NO2)6] g) K[PtBrCl2(NH3)] 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-