Metais Transição - Aula 01 - 2022

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06/12/2022
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Centro de Ciências da Natureza - Departamento de 
Química
DQU0120 - Química dos Metais de Transição– 2022
Prof. Jean C. S. Costa
Universidade Federal do Piauí
 Elementos do bloco d: propriedades, importância, obtenção e aplicação dos principais
compostos. Compostos de Coordenação. Conceito de compostos de coordenação.
Propriedades físicas e químicas dos compostos de coordenação.
 Teorias de Jorgensen e Teoria de Werner.
 Notação e nomenclatura.
 Número atômico efetivo (NAE). Determinação do NAE de compostos de coordenação.
Utilização do NAE para a previsão do número de coordenação de compostos
organometálicos.
 Efeito quelato. Constante de estabilidade. Influencia do ligante e do íon metálico na
estabilidade dos complexos. Reações de substituição em compostos de coordenação
octaédrico. Efeito trans. Isomeria de complexos.
 Fundamentos da Teoria de Valência. Previsão da geometria molecular (hibridação do
átomo central)..
 Fundamentos da Teoria do Campo Cristalino (TCC). Energia de Estabilização do Campo
Cristalino de complexos octaédricos e tetraédricos. Desdobramento do campo cristalino
de complexo quadrado plano. Fatores que alteram a magnitude da energia do campo
cristalino
 Espectros eletrônicos dos compostos de coordenação. Teoria do Orbital Molecular.
Ligação e . Retrodoação. Série espectroquímica. Teorema de Jahn-Teller. Previsões de
distorções em compostos octaédricos.
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PRÁTICA ASSUNTO
I
II
III
IV
V
DO COBRE AO COBRE - será elegantemente demonstrado como a síntese inorgânica pode
ser convenientemente utilizada para a preparação dos mais variados compostos de cobre,
num experimento em que se começa e termina com cobre metálico.
Síntese e caracterização do [Cu(NH3)4]SO4.H2O - Cobre é um metal avermelhado que
apresenta condutividade térmica e elétrica elevadas. Podem existir nos estados de oxidação
I, II e III. O estado de oxidação II é mais estável em soluções aquosas.
Isomeria de hidratação – Síntese do [Ni(NH3)6]Cl2 - O íon Ni(II) em solução aquosa encontra-
se coordenado a 6 moléculas de água em uma geometria octaédrica, formando o íon
complexo [Ni(H2O)6]
2+, de cor verde. Em muitos casos, a formação de outros
complexos ocorre através de reação de substituição das moléculas de água por outros
ligantes (moléculas neutras: NH3, etilenodiamina, etc., ou ânions: Cl
-, OH-, etc.).
Síntese do cloreto de pentaminclorocobalto(III)-[CoCl(NH3)5]Cl2 - É possível substituir o
ligante Cl- por H2O ou NO2
- para se obter os compostos [Co(NH3)5H2O]Cl3 e os isômeros nitro
[Co(NH3)5NO2]Cl2 e nitrito [Co(NH3)5ONO]Cl2, respectivamente
Obtenção do tetraoxomanganato(VI) de potássio - Nesta prática, faremos a síntese de
tetraoxomanganato (VI) de potássio K2[MnO4] para comparar seu espectro eletrônico com o
espectro de tetraoxomanganato (VII) de potássio K[MnO4]. Preparar K2MnO4, obter seu
espectro eletrônico e compará-lo com o espectro eletrônico de KMnO4.
METAIS ALCALINOS
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METAIS ALCALINOS
Velocidade: Li < Na < K
Li Na K
K → maior velocidade → baixo ponto de fusão
Termodinâmica x Cinética
ΔG = - nFEo
METAIS ALCALINOS
Monóxidos O2-
Peróxidos O2
2-
KO2
Li2O
Superóxidos O2
-
Na2O2
K, Rb e Cs
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 Os carbonatos do grupo 2 se decomporem em óxidos 
pelo aquecimento ( excerto Be)
MCO3(s) → MO(s) + CO2(g)
METAIS ALCALINOS TERROSOS
 A pedra preciosa esmeralda
tema mesma fórmula mínima
do berilo, mas contém
pequenas quantidades de
cromo (responsável pela cor
verde).
METAIS ALCALINOS TERROSOS
Berílio
 Pequena fração de Al3+ substituída por Cr3+ na estrutura → Be3Al2(SiO3)6
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FAMÍLIA DO BORO 
Anomalia na tendência geral de redução 
da eletronegatividade.
Consequência do aumento da carga nuclear efetiva dos elementos 4p
Devido a presença dos elétrons 3d ( baixo poder de blindagem)
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Lacuna das bandas de energia (band gap) a 25oC
Material Egap /eV
C(diamante) 5,47
Si 1,12
Ge 0,66
Sn <0,1
Isolante
Condutor
Semicondutor
Teoria de Bandas Metais, semicondutores, isolantes
6
C
14
Si
32
Ge
50
Sn
82
Pb
(14)
ca
rá
ter m
etá
lico
GRUPO DO CARBONO (FAMÍLIA 14)
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5 S cm-1 a 25oC 
aumenta com o aumento da temperatura Semicondutor
3 x 104 S cm-1 a 25oC 
decresce com o aumento da temperatura Condutor
Condutividade ou condutância
elétrica. Esta propriedade corresponde ao
inverso da resistência e pode ser entendida
fisicamente como a facilidade com que um
determinado material permite a condução de
corrente elétrica. Sua unidade é definida como
-1 = S (siemens).
Condutividade 
perpendicular
ao plano
Condutividade 
Paralela ao plano
GRAFITA
GRUPO DO CARBONO (FAMÍLIA 14)
GRUPO DO CARBONO (FAMÍLIA 14)
(a) Carregada; (b) Descarregando; (c) Descarregada; (d) Carregando;
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Nb
 Estas ligas devido à resistência são geralmente usadas para a fabricação de tubos
transportadores de água e petróleo a longas distâncias.
 Usado em indústrias nucleares devido a sua baixa captura de neutrons termais.
 Devido a sua coloração é utilizado, geralmente na forma de liga metálica, para a
produção de joias como, por exemplo, os piercings.
 Quantidades apreciáveis de nióbio são utilizados em superligas para fabricação de
componentes de motores de jatos , subconjuntos de foguetes , ou seja, equipamentos
que necessitem altas resistências a combustão. Pesquisas avançadas com este metal
foram utilizados no programa Gemini.
 O nióbio está sendo avaliado como uma alternativa ao tântalo para a utilização em
capacitores.
 O nióbio se converte num supercondutor quando reduzido a temperaturas criogênicas.
APLICAÇÕES
Vanádio, Tântalo e Tungstênio 
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Abundância elementos de transição
Fontes dos elementos na natureza
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 A extração de um metal a partir do seu óxido:
MO(s) + ½ C(s) M(s) + ½ CO2(g)
MO(s) + C(s) M(s) + CO (g)
 A redução do óxido depende da competição com o carbono pelo 
oxigênio ligado ao metal.
OBTENÇÃO DE METAIS
∆G = ∆H - T∆S
Em uma dada
temperatura, um
determinado redutor
poderá remover o
oxigênio de qualquer
óxido que se encontre
acima dele no diagrama,
pois a sua combinação
com o oxigênio produz
um óxido mais estável.
O Diagrama de Ellingham
∆G = ∆H - T∆S
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∆G=∆H-T∆S