Aula 4 Classificação de Ligantes

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“QUÍMICA DE SUBSTÂNCIAS COORDENADAS ”
Prof. D. Sc. Jorge Diniz de Oliveira
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CLASSIFICAÇÃO DOS LIGANTES 
RELEMBRANDO
 Todos os ligantes têm pares livres que são doados ao íon metálico
A ligação entre o metal e o ligante é uma ligação de 2 elétrons, mas ambos vêm do ligante e nenhum vem do metal
 Carga no íon complexo = carga no metal + cargas nos ligantes
Átomo doador: o átomo ligado diretamente ao metal
N é o doador
O é o doador
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CLASSIFICAÇÃO DOS LIGANTES
A maioria dos ligantes são ânions ou moléculas neutras que podem ser considerados como doadores de pares de elétrons. 
São comuns: F-, Cl-, Br-, CN-, NH3, H2O, CH3O e OH-
Exemplos
• monodentado = 1
• bidentado = 2
• tetradentado = 4
• hexadentado = 6
• polidentado = 2 ou mais átomos doadores
 classificados de acordo com o número de átomos doadores
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Obs: Ligantes que têm dois ou mais átomos capazes de formar uma ligação com um mesmo átomo, através de pares de elétrons, são chamados polidentados. 
É comum chamá-los também de quelatos (do grego pinça, garra), pois parecem agarrar o cátion entre os dois (ou mais) átomos doadores.
 Monodentado : quando doam um par de elétrons ao átomo metálico efetuando ligação coordenada. 
Ligantes monodentados ligam-se através de apenas um átomo doador. Consequentemente, eles ocupam somente um sítio de coordenação.
Uma molécula do ligante se liga apenas a um ponto de coordenação do íon metálico
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Exemplos:
• H2O, CN-, NH3, NO2-, SCN-, OH-, X- (haletos), CO, O2- 
Ligantes Ambidentados
Obs: Grupo monodentado capaz de unir-se a um átomo central a través de diferentes átomos ligantes.
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• [Co(NH3)6]3+
• [Fe(SCN)6]3-
Exemplo de Complexos
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Ligantes bidentados: 
Possui dois átomos capazes de efetuar ligação coordenada. Ex: 
íon oxalato = C2O42-
orto-fenantrolina (o-phen)
Exemplo de Complexos
• [Co(en)3]3+
• [Cr(C2O4)3]3-
• [Fe(NH3)4(o-phen)]3+
Ligante em ponte: São ligantes que estão unido simultaneamente a mais de um átomo central
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Etilenodiamina (em)
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A molécula 1,2 – diaminoetano liga – se ao metal central por dois pares de electrões ( um de cada átomo de nitrogênio) N desta molécula – é um ligando bidentado 
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Tridentado - Possui três átomos capazes de efetuar ligação coordenada. Ex: 
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Ácido cítrico, trimetafosfato
Exemplo de Complexos
• [Co(dien)2]3+
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Polidentado (ou agentes quelantes) - Possui mais de três átomos capazes de efetuar ligação coordenada
etilenodiaminatetraacetato (EDTA) =(O2CCH2)2N(CH2)2N(CH2CO2)24-
Exemplos
Exemplo de Complexos
• [Fe(EDTA)]1-
• [Co(EDTA)]1-
Nota – 1: O ácido etilenodiamina tetracético de grande importância em análises químicas de complexometria, é hexadentado e funciona como pentadentado ou tetradentado em uma das suas formas aniônicas (H2EDTA2-, HEDTA3-, EDTA4-):
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EDTA
EDTA é o acrónimo em inglês: Ethylene Diamine TetrAcetic acid(ácido etilenodiamino tetra-acético). 
È um composto orgânico que age como ligante polidentado, formando complexos muito estáveis com diversos íons metálicos 
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NOTA-2: Importantes são os diversos ligantes macrocíclicos, como a porfirina (1) e seus derivados, ftalocianina (2) e uma quantidade de moléculas semelhantes que podem ser sintetizadas com facilidade (3)
 (1) (2) (3) 
Nota - 3 Há também os ligantes tripoidais que favorecem a formação de complexos de estrutura bipirâmide triangular, conforme abaixo:
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QUELATOS
O termo quelato foi inicialmente aplicado em 1920 por Sir Gilbert T. Morgane H. D. K. Drew e deriva do grego chele, que se refere a pinça da lagosta e de outros crustáceos, referindo-se à forma pela qual os íons metálicos são “apriosnados” no compost
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QUELATO
Quanto maior o número de anéis formados, mais estável será o composto, e essa estabilidade adicional é definida como efeito quelato 
Quelato é de origem grega e deriva da palavra chel que significa “garra”
São sempre mais estáveis que composto semelhantes que são quelatos
É o fenômeno que ocorre quando ligantes polidentados formam compostos de coordenação com estrutura anelares envolvendo o átomo central e os ligantes 
O EFEITO QUELATO
Observa-se que compostos de coordenação, contendo ligantes bidentados ou polidentados, apresentam uma estabilidade maior do que os compostos do mesmo metal coordenado a um ligante monodentado através do mesmo átomo doador do ligante bidentado.
Constante de equilíbrio em complexo tendo ligantes monodentado e polidentados
 Complexo Constante de Equilíbrio K
[Ni(NH3(H2O)2]2+ 3 x 107
[Ni(NH3(em)2]2+ 1,1 x 1014
[Ni(H2O)2(triem)2]2+ 2 x 1014
Ni(NH3)6)2+ 4 x 108
Ni(en3)6)2+ 2 x 1018 
 
O EFEITO QUELATO
[Ni(H2O)6]2+(aq) + 6NH3(aq) [Ni(NH3)6](aq) + 6H2O(l) Kf = 1,2 x 109 
[Ni(H2O)6]2+(aq) + 3en(aq) [Ni(en)6(aq) + 6H2O(l) Kf = 6,8 x 10!7 
Um complexo com um ou mais de
um anel quelato de 5 ou 6 membros
é mais estável, ou seja tem uma
constante de formação mais elevada
que um outro complexo a ele
semelhante, sem a presença de
alguns ou todos os anéis.
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[Ni(NH3)6 ]2+ + 3en [Ni(em)3]2+ +6NH3
S0 = 121 JK-1 mol -1
H0 = -17 kj mol -1 
[Cu(NH3)4 (H2O)2 ]2+ + 2en [Cu(em)2]2+ + 4NH+3
S0 = 88 JK-1 mol -1
H0 = -15 kj mol -1 
O EFEITO QUELATO
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Não esquece o QUELATOS
Os ligantes que contribuem com mais de um par de elétrons, ao átomo ou íon e são conhecidos como grupos quelantes. 
Um ligante quelante forma com o átomo ou íon central um ou mais anéis do tipo quelato.
Grupo quelato. Apesar de estar coordenado por apenas dois ligantes etilenodiamina, o número de coordenação do Cu é quatro pois cada ligante contribui com dois pares de elétrons.
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Um agente quelante muito importante é o etilenodiaminotetraacetato (EDTA4-).
O EDTA ocupa 6 sítios de coordenação, por exemplo, [CoEDTA]- é um complexo octaédrico Co3+.
O EDTA é muito usado em produtos de consumo para complexar os íons metálico que catalisam reações de decomposição.
Tanto os átomos de N como os átomos de O coordenam-se ao metal.
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Colírio para os olhos 
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UTILIZAÇÕES DO QUELATO
 Impede reações comuns de íons metálicos
 Usados na indústria alimentícia
 Usado na medicina para tratar envenenamentos
ATKINS, P.W.; JONES, L.L. Principios de Química. Tradução por Ignez Caracelli. Porto Alegre: Bookman. 2001, p. 135-172 .
BARROS, H. L. C. Química Inorgânica: Uma Introdução. Belo Horizonte: SEGRAC, 2001. p. 304 - 373. 
FARIAS, R. F. Werner, Jørgensen e o Papel da Intuição na Evolução do Conhecimento Químico. Química Nova na Escola. n13. p. 29-33, 2001.
FARIAS. R. F. Química de Coordenação Fundamentos e Atualidade. Capinas: Editora Átomo. 2005. p.9 - 19
JONES, C. J. A Química dos Elementos dos Blocos d e f. Tradução Maria Domingues Vargas. Porto Alegre: Bookman, 2002. 184p. 
MASTERSON, W.L.; SLOWINSKI, E.J.; STANITSKI. C.L Princípiode Química. 6 ed. Tradução de Jossyl de Sousa Peixoto. Rio de Janeiro; Guanabara, 1985. p453 e 533. 
NEVES, L.S.; FARIAS, R. F. História da Química: um livro-texto para a graduação. Capinas Editora Átomo, 
Bibliografia consultada
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