quimica de coordenacao

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QUÍMICA DE COORDENAÇÃO
Profa. Solange de Oliveira Pinheiro
Fortaleza - CE
Agosto - 2013
UECE
Universidade Estadual do Ceará
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Introdução à Química de Coordenação;
1.1. Desenvolvimento da Química de Coordenação;
1.2. Ligação metal-ligante;
1.3. Nomenclatura dos compostos.
1.4. Número de coordenação e geometria;
2. Isomeria.
Conteúdo Programático
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COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO
oxihemoglobina
Cisplatina
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COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO
Compostos de Coordenação ou Complexos Metálicos são compostos formados através de interações ácido-base de Lewis (Pauling, 1931).
Os Íons Metálicos são ácidos de Lewis (espécies receptoras de pares elétrons).
Os Ligantes são bases de Lewis (espécies doadoras de pares de elétrons). cátion, ânion ou átomo neutro.
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COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO
Teoria de Werner
Composto
Cor
Amarelo
Roxo
Verde/violeta (2 isômeros)
Werner descobriu que CoCl3·nNH3 pode existir como quatro diferentes compostos com diferentes números de íons Cl- “livres” por fórmula unitária.
Ele deduziu que os ligantes NH3 estavam ligados covalentemente ao íon central de Co3+.
Werner descobriu que um total de seis ligantes estavam ligados ao Co central. 
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Desenvolvimento da Química de Coordenação: Teoria de Werner
No caso do CoCl3·4NH3, existem dois isômeros para os ligantes de Cl ligados ao Co.
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Desenvolvimento da Química de Coordenação:
Werner fez a seguinte proposição:
Os metais possuem:
Valência primária (Hoje corresponde ao número de oxidação)
Valência secundária (Hoje corresponde ao número de coordenação).
Exemplo de um complexo é o [Co(NH3)6]3+, no qual o íon Co3+ está rodeado por seis ligantes NH3.
Valência primária  número de oxidação do M;
Valência secundária  número de coordenação (Werner, 1823).
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LIGAÇÃO METAL-LIGANTE
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.
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LIGAÇÃO METAL-LIGANTE
Número de coordenação (NC): O número de ligantes na esfera de coordenação.
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LIGAÇÃO METAL-LIGANTE
COMPLEXO DE ESFERA INTERNA – Os ligantes estão diretamente ligados ao átomo ou íon metálico central.
Exemplo: [Mn(OH2)6]2+
COMPLEXOS DE ESFERA EXTERNA OU PAR IÔNICO – Os cátions dos complexos podem associar-se eletrostaticamente a ligantes aniônicos sem o deslocamento dos ligantes já presentes.
Exemplo: {Mn(OH2)62+(SO4)2-}
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 TIPOS DE LIGANTES
Ligantes monodentados ligam-se através de apenas um átomo doador. Conseqüentemente, eles ocupam somente um sítio de coordenação.
Ligantes polidentados (ou agentes quelantes) ligam-se através de mais de um átomo doador por ligante.
Exemplo de bidentado: etilenodiamina (en): H2NCH2CH2NH2
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O [Co(en)3]3+ octaédrico é um complexo de etilenodiamina típico.
 TIPOS DE LIGANTES
N
C
Co
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 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.
nitrito
Ligantes ambidentados podem se ligar ao M através de dois átomos diferentes  isômeros de ligação; 
N é o doador
O é o doador
nitro
NOMENCLATURA DOS 
COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO 
Para os sais, dê nome primeiramente ao ânion antes do cátion precedido da preposição “de”.
Exemplo em [Co(NH3)5Cl]Cl2 damos nome ao Cl- antes do [Co(NH3)5Cl]2+
Temos aqui o cloreto de ............
Dentro do íon complexo, os ligantes recebem os nomes (em ordem alfabética) antes do metal.
Os ligantes aniônicos terminam em o e os ligantes neutros são simplesmente o nome da molécula. Exceções: H2O (aqua) e NH3 (amino).
Exemplo: [Co(NH3)5Cl]2+ é amino e cloro
No entanto, são 5 amino: pentaamino
 
Observe que a parte penta é um indicação do número de grupos NH3 e conseqüentemente não é considerada na ordem alfabética dos ligantes.
O estado de oxidação do metal é dado em números romanos entre parênteses no final do nome do complexo.
[Co(NH3)5Cl]2+
Cobalto (III)
[Co(NH3)5Cl]Cl2
Cloreto de pentaaminoclorocobalto (III)
Prefixos gregos são usados para indicar o número de ligantes (di-, tri-, tetra-, penta- e hexa-).
 Coloque então o nome do ligante entre parênteses e use bis-, tris-, tetrakis-, pentakis- e hexakis.
 Exemplo [Co(en)3]Cl3 é o cloreto de tris(etilenodiamino) cobalto(III).
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 Número de Coordenação e Geometria
NC = 2, são lineares:
NC =4, são tetraédricos ou quadrados planares:
NC=5, são Pirâmide de Base Quadrada ou Bipirâmide Trigonal
NC=6, são octaédricos
 NC e Geometria
NC = 2  Linear  d10 Cátions Cu +, Ag +, Au +, Hg 2 + 
NC = 4 tetraédrica  NÃO d8 ou s1d7
 quadráticos  d8 ou s1d7
NC = 5 piramidal quadrática
 bipirâmide trigonal
NC = 6  Octraédrica (podendo haver distorções)
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Isomeria
Isômeros: dois compostos com as mesmas fórmulas, mas diferentes arranjos dos átomos.
Isômeros de esfera de coordenação e isômeros de ligação: 
têm estruturas diferentes (ex: ligações diferentes).
Isômeros geométricos e isômeros ópticos são estereoisômeros (i.e. têm as mesmas ligações, mas diferentes arranjos espaciais dos átomos).
Isômeros estruturais têm diferentes conectividades dos átomos.
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Isomeria
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Isomeria
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Complexo Quiral
COMPLEXO QUIRAL – É um complexo que não se superpõe à sua própria imagem especular.
Os dois isômeros imagem especular compõem um PAR DE ENANTIOMÉRICO
Um par de complexos quirais que são imagens especulares um do outro e que têm tempo de vida longo o suficiente para serem separados, é chamada de ISÔMERIA ÓPTICA
Exemplo: cis-[Co(Cl2)(en)2]+ e trans- [Co(Cl2)(en)2]+ 
Plano de Reflexão
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Exercício:
1.Represente todos os isômeros possíveis de cada uma das espécies químicas, informando cada tipo.
[Ru(C2O4)2(NH3)2]-
Li[Nb(py)3Br3]
[Pt(CO)py(NH3)(H2O)]2+
[Tc(CO)2py(NH3)]Br2.