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1 COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO de Metais de Transição 2 Metais de transição na Tabela Periódica * A semi-reacção para a qual foram calculados os valores é M2+(aq) + 2e-→ M(s), à excepção de Sc e Cr, para os quais a reacção considerada é M3+(aq) + 3e-→ M(s). 0,34-0,25-0,28-0,44-1,18-0,74-1,2-1,63-2,08Potencial de redução padrão (V)* --64606664747781M3+ 7269757780858890-M2+ 128124125126135130134147162M Raio atómico (pm) 3578339332312956325029862828265023893ª 1958175116451561150915911413130912352ª 7457367607597176526506586311ª Energia de ionização 1,91,91,91,81,51,61,61,51,3Electronegatividade 3d83d73d63d53d43d33d23d1[Ar]M3+ 3d93d83d73d63d53d43d33d2-M2+ 4s13d104s23d84s23d74s23d64s23d54s13d54s23d34s23d24s23d1M Configuração electrónica CuNiCoFeMnCrVTiSc Configuração electrónica e outras propriedades dos metais da 1ª série de transição 3 Estados de Oxidação de Metais de Transição Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 3 3,4 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3 2, 3 2 1, 2 2 4, 5 4, 6 4, 6, 7 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd 3 4 3,4, 5 2,3,4, 2,3,4, 2,3,4, 1, 3 2, 4 1 2 5, 6 5,6,7 5,6,7, 8 La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg 3 4 3, 4, 5 2,3,4, 2,3,4, 3,4,5, 1, 3 2, 4 1, 3 1, 2 5, 6 5,6,7 6,7,8 1ª série de transição Escândio Titânio Vanádio Crómio Manganês Ferro Cobalto Níquel Cobre 4 Importância dos complexos de metais de transição z Os complexos de metais de transição apresentam propriedades químicas, ópticas e magnéticas variadas. z Os complexos de metais de transição são importantes em catálise, síntese de materiais, fotoquímica e em sistemas biológicos. Cores de complexos de metais de transição [Fe(H2O)6]3+ [Co(H2O)6]2+ [Ni(H2O)6]2+ [Cu(H2O)6]2+ [Zn(H2O)6]2+ 5 COMPLEXOS Compostos de coordenação Um composto de coordenação contém pelo menos um complexo. Um complexo contém um catião metálico central ligado a uma ou mais moléculas ou iões. As moléculas ou iões que rodeiam o metal num complexo são denominados ligandos. Um ligando tem pelo menos um par de electrões de valência não compartilhado H O H • • •• • • H N HH • • ••Cl • • •• - ••C O•• 6 EXEMPLO de um complexo Número de coordenação = 4 Complexo tetradentado Cores variadas de complexos de pentamino cobalto 7 O átomo do ligando que se encontra directamente ligado ao centro metálico denomina-se átomo dador. H O H • • •• • • H N HH O número de átomos dadores que circundam o centro metálico é o número de coordenação. Ligandos com: Um átomo dador monodentado Dois átomos dadores bidentado Três ou mais átomos dadores polidentado H2O, NH3, Cl- Etilenodiamina NH2-CH2-CH2-NH2 EDTA [(OOCCH2)2-N-CH2-CH2-N(CH2COO)2]4- Ligandos Monodentados/Polidentados z LIGANDO MONODENTADO z Ligando que se coordena por apenas um átomo ao elemento central z LIGANDO BIDENTADO, TRIDENTADO, ... z Ligando que se coordena por dois, três, .... átomos ao elemento central z LIGANDO POLIDENTADO ou QUELANTE z Ligando que se pode coordenar por mais que um átomo ao elemento central. z ANÉIS DE QUELAÇÃO z Ciclos constituídos pelo elemento central e pela cadeia do ligando entre os átomos coordenantes 8 Tris(etilenodiamina) níquel(II) [Ni(en)3]2+ H2N CH2 CH2 NH2 • • • • Ligando bidentado Ligando polidentado (EDTA) Os ligandos bidentados e polidentados denominam-se agentes quelantes 9 Ligando polidentado (hexadentado) Ácido EtilenoDiaminoTetrAcético (EDTA) 10 Diferença entre Ligando e Contra-ião Diferença entre Ligando e Contra-ião Laranja Rosa 11 Composto de coordenação Contra -iões Ião complexo Ligandos Número de Coordenação (1 + 5 = 6) Catião metálico Complexos em Sistemas Biológicos: a Hemoglobina 12 Complexos em Sistemas Biológicos: a Hemoglobina z Ligandos: z Porfirina no plano (átomos coordenantes = N) z Aminoácido axial (His: coordenação N) z Sexta posição livre para aceitar O2 z Grupo hemo da hemoglobina: z Metal central = Fe z Coordenação octaédrica Fe Complexos em Sistemas Biológicos: a Hemoglobina 13 Cálculo de números de oxidação de metais em complexos Quais são os números de oxidação dos metais em K[Au(OH)4] e [Cr(NH3)6](NO3)3 ? OH- tem uma carga -1 K+ tem uma carga +1 n.o (Au) + 1 + 4x(-1) = 0 n.o.(Au) = +3 NO3- tem uma carga -1 NH3 tem carga 0 n.o(Cr) + 6x(0) + 3x(-1) = 0 n.o(Cr) = +3 14 Preencher a tabela K2[NiEDTA] [NiBr2(PEt3)2] [Cu(H2O)4]SO4.H2O [CoCl2(en)2]Cl Na2[Zn(CN)4] Número de coordenação do metal Contra -ião Átomos doadores dos ligandos LigandosIão metálico central Composto de coordenação Zn2+ Co3+ Cu2+ Ni2+ Ni2+ CN- Cl-, en H2O Br-, PEt3 EDTA C Cl, N O Br, P N, O Na+ Cl- SO42- - K+ 4 6 4 4 6
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