aula_Complexos_TCC

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COMPOSTOS DE 
COORDENAÇÃO
PROF. CARLOS MAURICIO R. SANT’ANNA
DQF – IQ – UFRRJ 
C.M.R. SANT'ANNA, UFRRJ, 2020
Metais de Transição
Bloco s
Bloco d
Bloco p
C.M.R. SANT'ANNA, UFRRJ, 2020
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1. DEFINIÇÕES
 Compostos de coordenação (complexos) são compostos em que um átomo ou cátion metálico se liga a 
um conjunto de moléculas ou ânions através de ligações coordenadas, chamados ligantes. 
 Desse modo, os compostos de coordenação são constituídos por um ácido de Lewis (aceptor de par de 
elétrons) coordenado com bases de Lewis (doadores). Por exemplo:
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Íon metálico
(ácido de Lewis)
Ligantes
(bases de Lewis)
Composto de coordenação
Par solitário
Ligação 
coordenada
 Ao se escrever a fórmula molecular de um composto de coordenação, o metal e os ligantes diretamente 
coordenados a ele devem ser colocados entre colchetes. Se forem íons isolados, a carga do íon deve ser 
colocada fora dos colchetes. Por exemplo: [Co(NH3)6]Br3 , [Co(NH3)6]
3+, K2[Ni(C2O4)2(H2O)4], [Ni(C2O4)2(H2O)4]
2-
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2. LIGANTES
 Ligantes com somente um par ou que só podem usar somente um de seus pares de elétrons para se coordenar com o metal são chamados
monodentados. Ligantes que podem usar mais de um par são chamados polidentados. Mais especificamente, se forem 2 pares de elétrons, são 
chamados bidentados, e assim por diante. Ligantes polidentados são chamados de quelantes e os complexos formados por eles são quelatos.
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2+
Co2+
Número de coordenação (NC)
É o número de ligações coordenadas feitas com o 
íon ou átomo de metal central.
No exemplo ao lado, apesar de haver 3 moléculas 
de en coordenadas com o Co2+, o NC é 6 (3 x 2), já 
que a en é um ligante bidentado.
Etileno-diamina (en)
Ligantes monodentados
Ligantes bidentados
Ligante hexadentado
Glicinato (gli) Oxalato (ox) 
Etileno-diamina-tetraacetato (EDTA)
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Nota
NL = número de ligantes = 3
NC - número de coordenação = 6
2. LIGANTES
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 O grupo heme da succinato desidrogenase, um 
transportador de elétrons.
Grupo heme
Cadeia lateral 
de um resíduo 
de histidina
 No grupo heme, um íon Fe(II) se coordena com 4 átomos de 
N. Esse grupo está presente em muitas proteínas, incluindo a 
hemoglobina, a proteína que transporta o O2 no sangue. 
Também é encontrado em outras hemoproteínas
biologicamente importantes, como mioglobina, citocromos, 
catalases, heme peroxidase e óxido-redutases.
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NC Geometria Exemplos
Linear
Quadrado 
planar
Tetraédrica
Octaédrica
Configuração
d10
d8 ou s1d7
≠ d8 ou s1d7 
(d10 é comum)
d0 até d10
3. GEOMETRIAS DE COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO
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4. ISOMERIA EM COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO
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a) NC = 4
Complexo quadrado planar MA2B2, isômero cis
Complexo quadrado planar MA2B2, isômero trans
Obs.: também ocorre 
em sistemas MA2BC
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Nota
ângulo de 90°
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Nota
ângulo de 180°
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Nota
Isômeros apresentam propriedades diferentes = solubilidade, ponto de fusão, etc.
4. ISOMERIA EM COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO
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b) NC = 6
Complexo octaédrico MA4B2, isômero cis Complexo octaédrico MA4B2, isômero trans
Complexo octaédrico MA3B3, isômero facial (fac) Complexo octaédrico MA3B3, isômero meridional (mer)
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Nota
Estruturas idênticas.
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4. ISOMERIA EM COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO
b) NC = 6
Isômeros óticos (enantiômeros)
Ocorre em sistemas M(xx)3, M(xx)2AB e M(xx)2A2
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5. TEORIA DO CAMPO CRISTALINO
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Orbitais d
Subconjunto eg
Subconjunto t2g
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Nota
ângulo entre Z e Y = 45°
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Orbitais d em um campo octaédrico de ligantes 
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Subconjunto t2g
Subconjunto eg
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Nota
E - E ----> Repulsão entre elétrons mais intensa, visto que as regiões onde os elétrons se encontram apontam para as regiões onde estão os pares eletrônicos. 
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Nota
As regiões que vão ser ocupadas pelos elétrons não apontam diretamente para os pares eletrônicos dos ligantes. 
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Nota
Com a formação do complexo octaédrico
os subconjuntos Eg e T2g passam a ter diferentes energias. 
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Energia dos orbitais d
em campo esférico 
Diagrama de energia no desdobramento de orbitais d em campo cristalino octaédrico
Energia de 
desdobramento de 
campo cristalino 
octaédrico 
Energia dos orbitais d
em campo octaédrico 
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Nota
Diferença de energia.
6. PROPRIEDADES FÍSICAS DE COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO
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Superfície preta Superfície branca
Roda de cores Roda de cores 
simplificada
Superfície amarela 
(absorção de todas as 
cores, menos o amarelo)
Superfície amarela também! 
(absorção da cor complementar 
ao amarelo)
a) Cores
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Transição d-d
Estado 
fundamental
Estado excitado
Energia necessária para 
transição eletrônica
Cor da solução 
aquosa de 
[Cu(H2O)6]
2+
parece azul
Nos compostos de coordenação, a energia 
necessária para a transição de elétrons do 
subnível t2g para o eg corresponde, em geral, 
à energia da radiações eletromagnéticas na 
faixa do visível (E = hn).
Por exemplo, para o íon Cu2+ do complexo 
[Cu(H2O)6]
2+ a energia para a transição d-d 
corresponde à região do vermelho-laranja.
Para um dado metal, alguns ligantes causam 
desdobramentos maiores do que outros. Assim, é 
possível arranjar os ligantes de acordo com a 
capacidade deles em desdobrar os orbitais d. É a 
chamada série espectroquímica. Por exemplo:
Haletos < OH- < C2O4
2- < H2O < NH3 ~ en < CN
- ~ CO
Ligantes de campo fraco
(Do menores)
Ligantes de campo forte
(Do maiores)
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Nota
Precisa de energia.
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Nota
Consumiu a região laranja/absorção de fótons laranja - > para que o elétron chegue ao subnível de mais alta energia. 
Cor azul é a cor complementar a cor laranja ( que foi absorvida ).
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Nota
Levando a uma troca da cor.
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b) Propriedades Magnéticas
Do pequeno
Complexo com 
alto spin
Do alto
Complexo com 
baixo spin
sem ligantes
Ligantes de campo fraco e
Complexo é paramagnético
P > Do
Ligantes de campo forte e
Complexo é diamagnético
P < Do
(...3d6)
Elétrons que ocupam o mesmo orbital se repelem, dando origem a uma energia 
de repulsão entre eles, chamada energia de emparelhamento (P). Ligantes de 
campo fraco causam pequenos valores de Do. Se o valor de P for maior do que 
Do, a repulsão é suficiente para deslocar elétrons para do subnível t2g para o eg.
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Nota
Diferença de energia grande, sendo necessário uma alta energia para ir ao outro nível demais alta energia. 
A energia de repulsão entre os elétrons não é suficiente para fazer os mesmos trocaram para um nível de energia mais alto. 
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Nota
A energia de repulsão entre os elétrons é suficiente para levar os mesmos a um nível de mais alta energia.
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Nota
Apresenta pelo menos um Elétron desemparelhado - paramagnético.
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Nota
Elétrons emparelhados - diamagnético.
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Baixo spin Alto spin
t6e1 t5e2
Força do campo dos 
ligantes não altera 
propriedades 
magnéticas. Todos 
são igualmente 
paramagnéticos
Força do campo dos 
ligantes não altera 
propriedades 
magnéticas. Todos 
são igualmente 
paramagnéticos
Força do campo dos 
ligantes não altera 
propriedades 
magnéticas. Todos 
são diamagnéticos
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Nota
Ligante de campo forte
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Nota
Ligante de campo fraco.
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Balança de Gouy
Campo magnético 
externo desligado
Campo magnético 
externo ligado
complexo 
paramagnético
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Nota
Pesos iguais dos dois lados.
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Nota
Elétrons desemparelhados. 
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Nota
Eletro-imã. 
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Nota
Os elétrons desemparelhados vão responder de forma complementar ao campo magnético externo gerado pelo ima. = gerando uma força chamada de força magnética.