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1 Adélio Cônsula Química Inorgânica II (Compostos Complexos) – 2020 COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO HISTÓRICO: ASPECTOS GERAIS É quase impossível dizer qual o primeiro composto de coordenação preparado intencionalmente. Porém, o primeiro que foi descrito foi o azul da prússia, que foi preparado por Diesbách em 1704, cuja formula é escrita da seguinte maneira: KFe[Fe(CN) 6 ]. Na primeira fase dos estudos, químicos de renome, como: Gustav Magnus, Willian C. Zeise, Thomaz Grahan, Carl E. Claus, Christian W. Blonstrand e Sophius Jorgensen, realizaram trabalhos sobre compostos de coordenação, acumulando dados suficiente para que Alfred Werner, em 1893, propusesse uma teoria que conseguiu explicar, satisfatoriamente, a formação e muitas propriedades químicas e físicas desse tipo de compostos. A partir da teoria de Werner foi possível deduzir as geometrias de vários compostos, e esta talvez tenha sido a sua maior contribuição para o esclarecimento da natureza dos compostos de coordenação. COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO: DEFINIÇÃO Um composto de coordenação consiste em um ião complexo e o seu contra-ião. Complexo: Agregado mais ou menos estável, formado quando um átomo ou ião central, normalmente de um metal de transição, se liga a um certo número de moléculas neutras ou iões de carga contrária. Para o composto de coordenação [Fe(H2O)6]Cl3, a espécie [Fe(H2O)6] 3+ é o ião complexo, e a espécie Cl- é o contra-ião. Para o composto de coordenação Na2[PtCl6], a espécie [PtCl6] 2- é o ião complexo, e a espécie Na+ é o contra-ião. 2 Adélio Cônsula Química Inorgânica II (Compostos Complexos) – 2020 Um complexo pode ser catiônico, [Fe(H2O)6] 3+, aniônico, [PtCl6] 2- , e neutro, [Ni(CO)4]. As moléculas ou iões que rodeiam o metal em um ião complexo são chamados de ligantes ou ligandos. Os ligantes doam ao átomo central pares de electrões livres (actuam como bases de Lewis) e o átomo central, i.é, o metal, actua como ácido de Lewis. Ácido de Lewis = átomo ou ião central (receptor de pares de electrões) Bases de Lewis = ligantes ou agentes complexantes (doadores de pares de electrões) moléculas neutras ou iões negativos. H2O, NH3, CO Cl -, OH-, CN- Número de coordenação: Número de átomos doadores que rodeiam o átomo do metal central em um ião complexo. Exemplo, para o ião complexo [Co(NH3)6] 3+, o número de coordenação do átomo central é 6. Números de coordenação mais frequentes: 2, 4 e 6 3 Adélio Cônsula Química Inorgânica II (Compostos Complexos) – 2020 Classificação dos Ligantes - Ligante monodentado: Doa somente um par de electrões Exemplo: H2O e NH3 - Ligante Bidentado: Doa dois pares de electrões Exemplo: Etilenodiamina - Ligante polidentado: Doa mais do que um par de electrões (formação de anéis, estabilidade adicional) Exemplo: EDTA Os ligantes bidentados e os polidentados também são chamados de agentes quelantes ou quelatos devido à sua capacidade de envolver o átomo metálico como uma garra. Exemplo: Complexo [M(en)3] z+ Complexo [Pb(EDTA)]2- - Ligantes Ambidentados: Tem a capacidade de se ligar de formas diferentes ao átomo central por possuírem mais do que uma espécie atómica doadora de pares electrónicos. Exemplo: SSCCNN -- oouu NNCCSS -- ;; NNOO 22 -- oouu OONNOO –– TTiioocciiaannaattoo ee iissoottiioocciiaannaattoo;; nniittrroo ee nniittrriittoo 4 Adélio Cônsula Química Inorgânica II (Compostos Complexos) – 2020 -- LLiiggaanntteess eemm PPoonnttee:: faz a conexão entre dois átomos metálicos. Em geral, são ligantes monodentados que possuem esta função como os cloretos e hidretos. Exemplo: Dentro das classes dos ligantes mencionados anteriormente, podem ser encontrados os ligantes aniônicos, neutros e catiônicos (raros). A tabela 1 mostra alguns ligantes mais comuns. Tabela 1: Alguns ligantes comuns 5 Adélio Cônsula Química Inorgânica II (Compostos Complexos) – 2020 TEORIA DE COORDENAÇÃO DE WERNER Elemento possui dois tipos de valência: Valência primária (relacionada com o estado de oxidação do elemento) e valência secundária (relacionada com o número de ligantes a volta do átomo central – número de coordenação). Exemplo: [Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 : Valência Primária = 3 e Secundária = 6 Carga do ião Complexo e Número de Oxidação do Átomo Central A carga de um complexo é a soma das cargas do metal e dos ligantes. Em [Cu(NH3)4]SO4 podemos deduzir a carga do ião complexo porque sabemos que a carga do ião sulfato é -2. Porque o composto é electricamente neutro, o ião complexo pode ter uma carga +2, [Cu(NH3)4] 2+. Podemos de seguida usar a carga do ião complexo para deduzir o número de oxidação de cobre. Uma vez que os ligantes NH3 são moléculas não carregadas, o número de oxidação de cobre deve ser +2. Para o composto [Rh(NH3)5Cl](NO3)2, o grupo NO3 é o ião nitrato que tem uma carga - 1. O ligante NH3 tem a carga zero, e o Cl é um ião cloreto coordenado que tem uma carga -1. A soma de todas as cargas deve ser igual a zero: O número de oxidação de ródio, x, deverá ser +3.