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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO (UFRJ) CENTRO DE CIÊNCIAS MATEMÁTICAS E DA NATUREZA (CCMN) INSTITUTO DE QUÍMICA (IQ-UFRJ) Departamento de Química Inorgânica - IQ/UFRJ Relatório 2: Compostos de coordenação cis- e trans-bisglicinato de cobre II Disciplina: Química Inorgânica Experimental II Docentes: Nadia Maria Comerlato Discentes: Bianca Carvalho dos Santos (DRE: 117048507) Leonardo Janela Pamphili Alo (DRE: 117241480) Rio de Janeiro, 15 de dezembro de 2021. 9,0/10,0 Questionário 1) Explique como os fatores termodinâmicos e cinéticos atuam na reação de coordenação do glicinato ao Cu (II), uma vez que existe a possibilidade de formação de dois isômeros geométricos. As espécies cis- e trans- podem ser formadas simultaneamente, estabelecendo-se um equilíbrio. A espécie cis- precipita primeiro, sendo favorecida cineticamente. Este precipitado, no entanto, pode ser convertido na espécie trans-, caso seja exposto a uma solução saturada de Cu(GlyO-)2. Por ser menos solúvel e ter uma energia de Gibbs maior, a espécie trans- é, portanto, favorecida termodinamicamente. 2) Os dois compostos obtidos apresentam cores muito próximas, no entanto as suas simetrias são diferentes. Com estas informações, quais seriam as características esperadas em termos do número de bandas esperadas e da faixa de comprimento de onda dos espectros eletrônicos dos isômeros? Como as cores são muito próximas, podemos esperar bandas de absorvância localizadas em regiões similares nos espectros dos dois complexos, visto também que as ligações M-N e M-O no complexo ainda tem a mesma natureza, já que os ligantes são iguais. Quanto ao número de bandas, espera-se um número menor de bandas no complexo trans, visto que estiramentos assimétricos e simétricos nas ligações M-N resultam em moléculas idênticas, independente de a qual glicina esta ligação M-N pertence. O mesmo acontece para as ligações M-O. Com isso espera-se que o complexo cis tenha duas bandas para cada estiramento M-O e M-N e o trans apenas uma, visto a simetria envolvida nos estiramentos da molécula trans-. 3) Sabe-se que o número de bandas observáveis no espectro de IV está diretamente relacionado com a simetria da primeira esfera de coordenação. Baseando-se no conceito de simetria e da espectroscopia de absorção na região do infravermelho, faça a atribuição dos espectros e responda as seguintes questões: a) Comparar os valores das bandas do grupo carboxílico COO- e N-H do ligante livre com as bandas destes grupos após a coordenação do Cu(II). Na espectroscopia eletrônica as absorções são resultado de transições eletrônicas e não de modos vibracionais tipo estiramento e deformação que são fenômenos da espectros copia de absroção na região do infravermelho!! Com os três espectros em mãos (IV do complexo cis-, IV do complexo trans- e IV da glicina), podemos estabelecer relações para as mudanças de uma molécula para a outra. Primeiramente observamos uma banda larga na faixa de 2850 a 3000cm-1 no espectro da glicina. Esta faixa é característica de aminas na forma de sal mas também da ligação O-H do ácido, o que se espera de um aminoácido, visto a forma zwitterionica em que o mesmo normalmente se encontra. Este alargamento da banda se dá devido às ligações de hidrogênio e outras interações intermoleculares na proximidade da ligação N-H e O-H. Esta banda larga desaparece com a formação do complexo, porém é possível perceber um pequeno sinal próximo à marcação de 3300cm-1 que possivelmente pertence às ligações N-H das aminas do ligante. Percebem-se bandas de alta absorção na faixa próxima de 1700cm-1. Estas faixas são tipicamente da ligação C=O e fazem-se presentes em todos os espectros, porém alargadas quando o metal faz-se presente. Próximo a 1000cm-1 observam-se dois sinais geminados na glicina que perdem sua geminação quando a mesma encontra-se complexada ao cobre. Possivelmente estas bandas pertencem aos estiramentos C-N, modificados com a coordenação ao metal. b) Quais são os grupos pontuais dos complexos cis e trans-[Cu(gly)2], respectivamente? C2v = cis-[Cu(gly)2] C2h = trans-[Cu(gly)2] c) Quais são os modos vibracionais ativos na região de 400 a 500 cm-1 esperados para cada um dos compostos? São esperadas vibrações de estiramento simétrico e assimétrico entre as ligações M-O e M-N: No isômero cis é esperada as duas vibrações ativas no infravermelho (M-O entre 250-350 cm-1 e M-N entre 450-500 cm-1 com dois picos bem vistos), enquanto no isômero trans só é esperada a antissimétrica, tanto para M-O e M-N (M-O em aproximadamente 300-350 cm-1 e M-N em aproximadamente 500-550 cm-1, ambos com um pico). Conclusão: Faça algumas considerações sobre a utilização da espectroscopia vibracional na elucidação das caraterísticas estruturais dos complexos estudados neste trabalho. A espectroscopia vibracional é uma ferramenta importante para identificar isômeros. Embora a diferença nos espectros seja bem sutil, é possível diferenciar as espécies cis e trans avaliando principalmente o espectro de absorvância “far”, onde podem ser percebidas as diferenças nos estiramentos metal-ligante. absorção na região do infrevermelho distante
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