Compostos de coordenação

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Compostos de coordenação
O que é um composto de coordenação?
Complexo: átomo ou íon (cátion) metálico central rodeado por uma série de ligantes.
Ligantes: Íons (ânions) ou moléculas neutras que podem ter existência independente e tem pelo menos um átomo doador.
Átomo doador: átomo ligado diretamente ao íon central, que apresenta pares de elétrons que possam ser compartilhados.
Breve histórico
Do ponto de vista científico, o primeiro composto de coordenação inorgânico com descoberta reportada foi o íon tetramincobre(II) [Cu(NH3)4]2+ descrito pelo iatroquímico Libavius em 1597.
O azul da Prússia, KCN.Fe(CN)2.Fe(CN)3 foi o primeiro composto de coordenação a ter sua síntese relatada (1704).
A maioria dos primeiros compostos de coordenação foram preparadas com sais metálicos e amônio.
Os primeiros complexos foram nomeados com o nome dos químicos que os prepararam:
[Pt(NH3)2Cl2]- Sal verde de Magnus
Posteriormente foram nomeados de acordo com sua cor:
CoCl36NH3 - cloreto luteocobalto
CrCl35NH3 – cloreto purpureocrômio
Breve histórico
Formação de compostos de coordenação
Um composto de coordenação é o produto de uma reação entre um ácido de Lewis e uma base de Lewis.
Reação global:
Geralmente um átomo metálico é o átomo central que se liga a íons ou moléculas, os quais são denominados denominadas ligantes - [Ti(H2O)6]Cl3, [Cr(CO)6].
Os ligantes doam um par de elétrons (base de Lewis) para o átomo central (ácido de Lewis).
Ligantes monodentado: ligam-se por meio de um único átomo doador.
Ligantes polidentados: ligam-se por meio de mais de um átomo doador por ligante (agente quelantes).
Classificação dos ligantes
Do grego “chel” - garra
Os quelatos são sempre mais estáveis do que compostos semelhantes que não sejam quelatos (esse aumento de estabilidade do complexo é chamado efeito quelato).
Ligantes polidentados formam compostos de coordenação com estruturas anelares.
A dissociação de um quelato implica na ruptura de duas ou mais ligações em vez de uma.
Ligante EDTA :
 hexadentado
Ligante Cl-:
 monodentado
Ligantes polidentados
Sob o ponto de vista termodinâmico, o efeito quelato é favorecido pelo aumento de entropia do meio reacional:
De acordo com as constantes de equilíbrio:
K = 2 x 1018
K = 4 x 108
Ligantes polidentados
O trabalho de Werner
Postulados da teoria de Werner:
A maioria dos elementos possui valência primária, relacionada ao estado de oxidação e valência secundária, relacionada ao número de coordenação;
Todos os elementos tendem a satisfazer ambas as valências.
As valências secundárias estão dirigidas para posições fixas no espaço
Atualmente o número de valência secundária da teoria de Werner é denominado número de coordenação do átomo metálico.
Número de átomos ligados diretamente ao íon metálico.
NC = 4
NC = 6
Número de coordenação:
Forma geométrica dos complexos
Fórmula Química para um composto de coordenação:
A esfera de coordenação deve ser diferenciada das outras partes do composto utilizando-se colchetes.
Os ligantes aparecem entre parênteses.
[Co(NH3)6]Cl2
[Cu(NH3)4(OH2)2]SO4
Carga de um complexo e número de oxidação do metal
A carga de um complexo é a soma das cargas do metal central e de seus ligantes circundantes.
Se a resultante dessa soma não é nula tem-se um íon complexo.
Ex:
[FeCl3]
[Cu(NH3)]2+
Exercício
Qual é o número de oxidação do metal central em [Rh(NH3)5Cl](NO3)2?
Um íon complexo contém um cromo(III) ligado a quatro moléculas de água e a dois íons cloreto. Qual é sua fórmula?
Nomenclatura de química de coordenação
Nomenclatura de química de coordenação
As regras que governam a nomenclatura dessa classe de substâncias são como seguem:
Ao dar nome aos sais, o nome do ânion é dado antes do cátion seguido da palavra ‘de’. 
Assim, em [Co(NH3)5Cl]Cl2 damos nome a Cl- seguido da palavra ‘de’ e depois damos o nome a [Co(NH3)5Cl]2+.
Em íons ou moléculas complexa, os ligantes recebem os nomes antes do metal. Os prefixos que fornecem o número de ligantes não são considerados parte do nome do ligante na determinação da ordem alfabética. 
Assim, [Co(NH3)5Cl]2+: Pentaminoclorocobalto(III).
Nomenclatura de química de coordenação
Os nomes dos ligantes aniônicos terminam com a letra o, enquanto os ligantes neutros ordinários possuem o nome das moléculas. 
Nomenclatura de química de coordenação
Os prefixos gregos (di-,tri-, tetra-, penta-, hexa-) são usados para indicar o número de cada tipo de ligante quando mais de um estiver presente. Se o ligante por si só já contém um preficos desse tipo (ex, etilenodiamina), são usados prefixos alternativos (bis-, tris-, tetrakis-, pentakis-, hexakis-) e o nome do ligante é colocado entre parenteses.
[Co(NH3)5Cl]2+: Pentaminoclorocobalto(III).
[Co(en)3]Br: Brometo de tris(etilenodiamin)-cobalto(III).
Nomenclatura de química de coordenação
Se o complexo for um ânion, seu nome termina em –ato.
K4[Fe(CN)6] – Hexacianoferrato(II) de potássio.
[CoCl4]2- - íon tetraclorocobaltat(II).
O número de oxidação do metal é dado entre parênteses em números romanos após o nome do metal.
Exercício
De o nome dos seguintes compostos:
[Ni(NH3)6]Br2
[Co(en)2(H2O)(CN)]Cl2
Na2[MoOCl4]
Está presente:
Em processos industriais (extração de metais). 
No nosso cotidiano (produtos de limpeza, tintas).
Na medicina (cis-[Pt(NH3)2(Cl2)]).
Em inúmeros experimentos de laboratório (titulação complexiométrica).
E em fenômenos vitais como respiração e a fotossíntese.
Citocromo C
Clorofila
Aplicação da química de coordenação
Referências
BROWN, T., LEMAY, H.E., BURSTEN, B.E., BURDGE, J.R. Química: A ciência central, 9ª ed, São Paulo: PrenticeHall, 2005.
FARIAS, R. F. Química de coordenação: fundamentos e atualidades. São Paulo: Editora Átomo, 2005.
 KOTZ, J. C.; Treichel, P; Química e Reações químicas, vol 2, 4a ed, Rio de Janeiro: Editora LTC, 2002. 
 LEE, J. D.; Química Inorgânica não tão concisa, 2a edição, São Paulo: Ed. Edgard Blucher LTDA, 2001. (Capítulo 7)
 SHRIVER, D.F.; ATKINS, P.W. Química Inorgânica, 3a ed., Porto Alegre: Bookman, 2003.