Trabalho de Organometálicos

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Questão 1) Comente as afirmações abaixo: Faça a contagem de elétrons para deixar sua resposta mais clara. Considere 
que CO contribui com 2 elétrons. 
(A) Nenhum composto neutro de cobalto contendo o ligante carbonil do tipo Co(CO)n é conhecido, mas o 
ânion [Co(CO)4]− é conhecido. 
 
 
 
Observação: carga negativa no complexo garante a estabilidade. 
O Co(CO)n possui uma opção para ser conhecido que é ter um centro metálico 
constituído por 2 cobaltos, assim dividindo pela os elétrons. Além disso, cada metal 
deverá ser ligar com monóxidos de carbono. Mantêm-se na regra dos 18 elétrons, 
pois (18)+(16)+(2) → 36 elétrons, entretanto é divido em 2, que resulta em 18 
elétrons. 
 
 
(B) V(CO)6 é facilmente reduzido a 𝑉(𝐶𝑂)6
− 
 
 
 
A facilidade com que o Vanádio é reduzido é explicado com a carga dos 18 elétrons, que faz-se somente possível com o 
ânion no complexo. Dessa maneira, tem-se a redução a fim de estabilizar. 
 
 
(C) Os compostos Fe2(CO)9 e Re2(CO)10 não seguem a regra dos 18 elétrons, enquanto o composto Mn2(CO)10 
segue. 
 
 
 
 
 
 
Tanto [Fe2 (CO)9 ] quanto [Re2 (CO)10 ] para conseguirem pertencer a regra dos 18 elétrons faz-se necessário a ligação 
 
Trabalho de Organometálicos – CQ093 
Aluno: Gustavo Lanave Silvério 
GRR: 20205868 
 
Regra dos 
18 elétrons 
Geometria 
Tetraédrica 
e 
 
[Co(CO)4]− → (0)-(0)-(1) → 1- elétron 
 
Co = 27 elétrons 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7 = [Ar] 3d7 4s2 
 
Contribuição: Co = 9 elétrons 
 CO = 2 elétrons 
 (9)+(8)+(1) → 18 elétrons 
 
Geometria 
Octaédrica 
e 
Regra dos 
18 elétrons 
 
𝑉(𝐶𝑂)6
− → (0)-(0)-(1) → 1- elétron 
 
Co = 23 elétrons 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3 = [Ar] 3d3 4s2 
 
Contribuição: V = 9 elétrons 
 CO = 2 elétrons 
 (5)+(12)+(1) → 18 elétrons 
 
metal-metal, ao mesmo tempo em que permite um elétron em cada extremidade dessa ligação. Dessa maneira, 
auxiliando na estabilidade do conjunto de moléculas. Convém ressaltar que, assim como no exercício 1.a) devesse tomar 
atenção ao fato de existir dois centros metálicos e o valor total da soma dos elétrons deve ser der dividido por 2 em 
ambos os casos. 
 
 
 
 
 
 
 
Agora todos os compostos pertencem a regra dos 18 elétrons. 
 
Questão 2) A polimerização de Ziegler-Natta ocorre conforme o 
ciclo apresentado abaixo e é uma forma de 
polimerização vinílica. Ela é importante porque 
permite que sejam obtidos polímeros de taticidade 
específica. 
 Figura 7 – Mecanismo de polimerização do eteno por 
um catalizador Ziegler-Natta. 
(A) Descreva o processo de polimerização do etileno 
realizado com a utilização de um catalisador de 
Ziegler-Natta. Use o ciclo apresentado para lhe auxiliar na redação, identificando também as reações que 
ocorrem em compostos organometálicos. 
De início, convém ressaltar que, a reação química que conduz a formação de polímeros é a polimerização, inclusive as 
propriedades químicas de um polímero depende do tipo de monômero ou monômeros que o formam, mas também da 
sua organização dentro do polímero. Um dos monômeros que podem ser encontrados em plásticos são, os compostos 
orgânicos como o etileno, que será apresentado na redação presente, entretanto abordando apenas seu processo de 
polimerização na utilização de um catalizador de Ziegler-Natta. 
 
 
 
 
 
 
 
Esse indicador (catalizador) produz polímeros de grau variável e são complexos organometálicos de metais de transição 
preparados pelo tratamento de um Alquil Alumínio com um composto de Titânio. 
Observações após a formação da ligação entre Titânio e o Etileno: enfraquecimento da ligação dupla e da ligação com o 
metal, tendo em vista que resulta na formação intermediária tetracentrado. Após a coordenação, causada pela 
substituição do Cloro para o Etileno, o grupo “caminhará” ao final da cadeia, com isso tem-se um complexo ativado na 
presença de um alquino e um sítio vago. A quebra da ligação resulta em 3 cores, um sítio vago e [CH2-CH2-CH2-CH3]. 
 
Trabalho de Organometálicos – CQ093 
 
Re = 75 elétrons 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 
5d5 = [Xe] 4f14 5d5 6s2 
 
Contribuição: Re = 7 elétrons 
 CO = 2 elétrons 
 Ligação metal-metal = 2 elétrons 
 [(14)+(20)+(2)]/2 → 18 elétrons 
 
Fe = 26 elétrons 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 = [Ar] 3d6 4s2 
 
Contribuição: Fe = 8 elétrons 
 CO = 2 elétrons 
Ligação metal-metal = 2 elétrons 
 [(16)+(18)+(2)]/2 → 18 elétrons 
 
 
TiCl4 + Al(C2H5)3 
Catalizador de 
Ziegler-Natta 
→ Pressão próxima à atmosférica. 
→Pequena ramificação e maior 
densidade devido à alta 
cristalinidade. 
→Maior ponto de fusão do que 
produzido sob altas pressões. 
→Mais usado comercialmente. 
O sítio vago do Titânio atrai o Eteno a fim de formar o complexo ativo e instável, que por fim gera o rompimento que 
forma o agrupamento dos Carbonos presentes. Essa união impossibilita durante um intervalo de tempo o acesso do 
Eteno ao sítio. Certifico que, essa é tanto a polimerização completa do eteno por um catalizador Ziegler-Natta quanto 
da reação. 
 
Questão 3) O processo aeróbio, utilizando-se bactérias 
para produzir vinagre (ácido acético diluído, com 
concentração 4%), a partir de solução aquosa de 
etanol não se aplica à produção de ácido acético 
concentrado. O processo Monsanto produção de ácido 
acético concentrado que está representado na Figura 
abaixo, utiliza um catalisador de ródio na carbonilação 
do metanol, com elevada eficiência. 
Figura 5 – Ciclo catalítico para produção de ácido pelo 
processo de desenvolvimento pela Monsanto. 
(A) Faça a contagem de elétrons para os 4 compostos apresentados. 
 
Os compostos são: 
 A → [Rh(CO2)I2]- 
 B de cima → [(CH3)Rh(CO)2I3]- 
 B de baixo → [(CH3CO)Rh(CO)2I3]- 
 C → [Sol(CH3CO)Rh(CO)I3]- 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de Organometálicos – CQ093 
 
Rh = 45 elétrons 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d8 
[Kr] 4d85s1 
Rh+ = 44 elétrons 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s0 
[Kr] 4d85s0 
 
 
Contribuição: Rh = 9 elétrons 
 CO = 2 elétrons 
I = 1 elétron 
Carga do complexo = 1 elétron 
 (9)+(4)+(2)+(1) → 16 elétrons 
Pertence a regra dos 16 elétrons, tendo em vista 
que tende a formar complexos quadráticos planos. 
4d8 
 
Rh = 45 elétrons 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d8 
[Kr] 4d85s1 
Rh2+ = 43 elétrons 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s0 4d7 
[Kr] 4d75s0 
 
Contribuição: Rh = 9 elétrons 
 CO = 2 elétrons 
I = 1 elétron 
CH3 = 1 elétron 
Carga do complexo = 1 elétron 
 (9)+(1)+(4)+(3)+(1) → 18 elétrons 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(B) Explique, com base no seu conhecimento da reatividade dos organometálicos, (identificando os 
principais tipos de reação), o ciclo catalítico envolvido no processo Monsanto. 
 
O ciclo catalítico envolvido no processo Monsanto para sua formação é dividido em 6 partes, sendo elas: 
 
 
 
CH3I + [Rh(CO2)I2]- [(CH3)Rh(CO)2I3]- 
 
[(CH3)Rh(CO)2I3]- + H2O [(CH3CO)(H2O)Rh(CO)I3]- 
 
[(CH3CO)(H2O)Rh(CO)I3]- + CO [(CH3CO)Rh(CO)2I3]- + H2O 
 
[(CH3CO)Rh(CO)2I3]- [Rh(CO2)I2]- + H3CCOI 
 
H3CCOI + H2O H3COOH + HI 
 
Retirada do produto final e reinício do ciclo 
 
 
Rh = 45 elétrons 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d8 
[Kr] 4d85s1 
Rh2+ = 43 elétrons 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s0 4d7 
[Kr] 4d75s0 
 
Contribuição: Rh = 9 elétrons 
 CO = 2 elétrons 
I = 1 elétron 
CO-CH3 = 1 elétron 
Carga do complexo = 1 elétron(9)+(1)+(4)+(3)+(1) → 18 elétrons 
 
Rh = 45 elétrons 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d8 
[Kr] 4d85s1 
Rh+ = 44 elétrons 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s0 4d8 
[Kr] 4d85s0 
 
Contribuição: Rh = 9 elétrons 
 CO = 2 elétrons 
I = 1 elétron 
CO-CH3 = 1 elétron 
Sol = 2 elétrons 
Carga do complexo = 1 elétron 
 (9)+(2)+(1)+(2)+(3)+(1) → 18 elétrons 
 
CH3OH + HI CH3I + H2O 
 
 
 
Trabalho de Organometálicos – CQ093 
 
Questão 4) (A) Indique o número de ligantes CO nos seguintes complexos: 
(AA) W(η6 -C6H6)(CO)n (AB) Rh(η5 -C5H5)(CO)n 
 
 Possui 3 ligantes Possui 2 ligantes 
(B) Compostos carbonílicos são os mais antigos compostos organometálicos sintetizados em laboratório. 
Explique como se dá a ligação de um metal com a carbonila (MCO), como no caso do exemplo RhCO ou WCO. 
Utilize-se de desenhos para deixar a sua resposta mais clara. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 5) Os fulerenos constituem uma classe de nanomoléculas esferoidais estáveis formadas 
exclusivamente por átomos de carbono. 
(A) O que são fulerenos, como eles podem ser classificados e quais os mais conhecidos? 
Com cálculos iniciados em 1966, entretanto somente em 1985 o experimento de Harold Kroto, Robert Curle, e Richard 
Smalley, comprovou a existência de formas alotrópicas do carbono, que constituem uma classe de manomoléculas 
esferoidais formadas exclusivamente por átomos de carbono, além de possui hibridação sp2, e tendo o diamante e o 
grafite como sendo as formas mais estáveis do carbono. 
Para a classificação desses compostos é analisado o número de átomos de carbono presentes, os mais conhecidos são 
os C720, C240, C70, C60, C20. 
O Fulereno [C60] é apresentado como e seus fragmentos é dado por Unidade Piracelênica 
 
 e Ciclo-hexano, por fim o [5]-radialeno. 
 
(B) Discorra sobre as hapticidades dos compostos organometálicos abaixo: 
 
 
 
Trabalho de Organometálicos – CQ093 
 
A partir da representação do diagrama CO ao lado, entendesse que a ligação do metal com 
CO resulta na troca na densidade eletrônica dos orbitais HOMO e LUMO do ligante. Além 
disso, os orbitais 𝜋∗ vazios com baixas energias conseguem se sobrepor os orbitais de 
metais ricos em elétrons, e podendo compartilhar elétrons. Esse tipo de ligação é a ligação 
Reversa. 
 
Observações: 
Quanto mais densidade eletrônica é transferida ao 
metal pela ligação 𝜎, mais densidade é deslocada pela 
ligação 𝜋 para o ligante. 
Tanto a doação quanto a retrodoação são sinérgicas. 
 
 
 
 
 
 
Referências: 
Carlos, J; Machado, F. Uma revisão sobre polimerização de olefinas usando catalisadores Ziegler-Natta heterogêneos. 
Publicado em 2011, disponível em https://doi.org/10.1590/S0104-14282011005000058. 
Quimicontas. 05 - Química Orgânica – Polietileno. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=qEzGJjyaXw0. 
Belo, Bianca. Ligação metal cabonila. Disponível em: https://www.passeidireto.com/arquivo/353370/ligacao-metal-
carbonila. 
Mori, Rafael. 13. Orbitais Moleculares. Disponível em: https://blogdorafaelmori.wordpress.com/2019/11/22/estrutura-
da-materia-13-orbitais-moleculares/. 
Rocha, Guilherme. Fullerene C60: chemistry and applications. Disponível em: https://doi.org/10.1590/S0100-
40422010000300036. 
 
 
 
Trabalho de Organometálicos – CQ093 
Re = hepaticidade η1 na 
ligação com o fluoreno 
 
Re = hepaticidade η1 na 
ligação com a carbonila 
Ti = hepaticidade η5 na 
ligação com os carbonos 
 
Ir = hepaticidade η2 na 
ligação com o fluoreno 
 
Ir = hepaticidade η1 na 
ligação com a carbonila 
Cr = hepaticidade η6 na 
ligação com o fluoreno 
 
Cr = hepaticidade η6 na 
ligação com o benzeno 
https://doi.org/10.1590/S0104-14282011005000058
https://www.youtube.com/watch?v=qEzGJjyaXw0
https://blogdorafaelmori.wordpress.com/2019/11/22/estrutura-da-materia-13-orbitais-moleculares/
https://blogdorafaelmori.wordpress.com/2019/11/22/estrutura-da-materia-13-orbitais-moleculares/