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REAÇÕES DE COMPLEXAÇÃO Química Analítica Qualitativa Prof. Larissa Santos Pinto COMPLEXOS METÁLICOS • Os átomos dos metais apresentam configurações eletrônicas com poucos elétrons de valência e alguns orbitais vazios. 29Cu = 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s23d9 Orbital preenchido Camada 4 = s p d f Orbitais vazios Camada de valência = camada mais externa elétrons de valência COMPLEXOS METÁLICOS • Quando o átomo de um metal perde os seus elétrons de valência, transformando-se em íon, pode ligar-se a outro íon formando ligações iônicas (forças eletrostáticas). 29Cu 2+ = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s23d9 Orbital preenchido Camada 4 = s p d f Orbitais vazios elétrons de valência COMPLEXOS METÁLICOS Cu2+ + 4 :NH3 Camada 4 = s p d f • Porém, seus orbitais vazios podem receber pares de elétrons de uma outra espécie, resultando em uma ligação covalente (compartilhamento de elétrons). : NH3 : NH3 : NH3 : NH3 COMPLEXOS METÁLICOS • Ocorre a formação de um complexo: • compartilhamento de pares de elétrons entre um íon metálico e uma espécie capaz de fornecer esses elétrons. Cu2+ + 4 :NH3 Cu : NH3H3N : NH3 NH3 : : 2+ COMPLEXO ÍON CENTRAL LIGANTE • O íon metálico com orbitais disponíveis é denominado íon central e a espécie que fornece elétrons é o ligante COMPLEXOS METÁLICOS Teoria Ácido-Base de Lewis Ácidos são espécies receptoras de pares de elétrons e bases são espécies doadoras de pares de elétrons. Cu2+ + 4 :NH3 Cu : NH3H3N : NH3 NH3 : : 2+ COMPLEXO Receptor Doador Ácido Base COMPLEXOS METÁLICOS Características dos Complexos Metálicos: 1. Podem ser: • Mononucleares: apenas um elemento como íon central COMPLEXOS METÁLICOS Características dos Complexos Metálicos: 1. Podem ser: • Polinucleares: dois ou mais elementos formando o íon central ✓Ag2I 3- [triiodoargentato (I)] ✓[Fe2(OH)2(H2O)8] 4+ [di-μ-hidroxo-bis[tetraaqua]ferro (III)] ✓Fe2PO4 3+ [μ-fosfatoferro (III)] COMPLEXOS METÁLICOS Características dos Complexos Metálicos: 2. Número de Coordenação: • número de ligantes que pode formar ligações coordenadas com o íon central. • determinado pela configuração eletrônica do íon central, sua carga, seu tamanho e outros fatores. • variam de 2 a maiores do que 8, sendo que os mais comuns são 2, 4 e 6. COMPLEXOS METÁLICOS Características dos Complexos Metálicos: 2. Número de Coordenação: • alguns íons e seus respectivos números de coordenação COMPLEXOS METÁLICOS Características dos Complexos Metálicos: 2. Ligantes • Monodentados: dispõem de um par de elétrons para formar a ligação COMPLEXOS METÁLICOS Características dos Complexos Metálicos: 2. Ligantes • Bidentados: podem ocupar, simultaneamente, dois locais de coordenação no íon metálico Complexo mononuclear Complexo polinuclear COMPLEXOS METÁLICOS Características dos Complexos Metálicos: 2. Ligantes • Quelatos possuem sempre um anel em sua estrutura, o que lhes confere grande estabilidade. COMPLEXOS METÁLICOS Características dos Complexos Metálicos: 2. Ligantes • Polidentados: podem ocupar, simultaneamente, mais de dois locais de coordenação no íon metálico • O EDTA forma complexos estáveis (quelatos) EDTA COMPLEXOS METÁLICOS Características dos Complexos Metálicos: 3. Coloração • Complexos com metais de transição em geral apresentam grande diversidade de cores, devido às transições dos elétrons nos orbitais d. COMPLEXOS METÁLICOS Características dos Complexos Metálicos: 3. Coloração • a diferença de energia entre as orbitais d é muito pequena. • transições absorvem (e emitem) radiações na região visível, podendo então ser analisadas por espectrofotometria. REAÇÕES DE OXIRREDUÇÃO Química Analítica Qualitativa Prof. Larissa Santos Pinto OXIRREDUÇÃO • A energia não pode ser criada e nem destruída, mas convertida de um tipo em outro (Princípio da Conservação da Energia) ENERGIA QUÍMICA ENERGIA ELÉTRICA • Processo espontâneo de transferência de elétrons, gerando eletricidade. OXIRREDUÇÃO • Podemos reconhecer a transferência de elétrons observando a variação da carga de uma espécie: Perdeu 2é Ganhou 2é OXIRREDUÇÃO • A variação de carga corresponde à variação do Número de Oxidação NaCl = [Na+Cl-] Número de Oxidação = carga que uma espécie assume ao fazer uma ligação química Perdeu 1é Carga = +1 NOX = +1 Ganhou 1é Carga = -1 NOX = -1 Para íons simples carga = NOX OXIRREDUÇÃO • A variação de carga corresponde à variação do Número de Oxidação Fe(s) + Al 3+ (aq) Fe 3+ (aq) + Al(s) Número de Oxidação = carga que uma espécie assume ao fazer uma ligação química NOX = +3NOX = 0 NOX = 0NOX = +3 Para substâncias simples NOX = 0 OXIRREDUÇÃO • Nesta reação estão acontecendo dois processos: Fe(s) + Al 3+ (aq) Fe 3+ (aq) + Al(s) Oxidação = processo de perda de elétrons Redução = processo de ganho de elétrons NOX = +3NOX = 0 NOX = 0NOX = +3 AUMENTOU Perdeu 3é Ganhou 3é DIMINUIU OXIDOU REDUZIU OXIRREDUÇÃO • Semirreações: Fe(s) Fe 3+ (aq) + 3é O Fe sofre oxidação (perda de elétrons) é o agente redutor. O Al3+ sofre redução (ganho de elétrons) é o agente oxidante. Al3+(aq) + 3é Al(s) Perdeu 3é Ganhou 3é EXERCÍCIO • Quem são os agentes oxidantes e redutores das reações abaixo? Cu(s) + 2Ag + (aq) Cu 2+ (aq) + 2Ag(s) Mg(s) + Hg 2+ (aq) Mg 2+ (aq) + Hg(s)
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