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Bons condutores de calor Bons condutores de eletricidade Sólidos, exceto o mercúrio (líquido) Brilho Dúcteis (fios) Maleáveis (lâminas) Formam cátions (+) Resistência mecânica alta Metais de transição Propriedades físicas • As tendências atômicas tendem a ser regulares para os metais de transição. Metais de transição Metais de transição Configurações eletrônicas e estados de oxidação • d (n - 1) os metais de transição perdem os elétrons s antes dos elétrons d. • Exemplo: Sn: • Sn2+: • Os elétrons d são responsáveis por algumas propriedades importantes: – os metais de transição têm mais de um estado de oxidação Metais de transição – são coloridos (devido às transições eletrônicas), – têm propriedades magnéticas. • O estado de oxidação +2 é comum porque ele corresponde à perda de ambos os elétrons s. • (Exceção: o estado de oxidação +3 é isoeletrônico com o Ar.) • O estado de oxidação comum máximo é +7 para Mn. Metais de transição • Os metais puros e as ligas têm propriedades físicas diferentes. • Na joalheria, usa-se uma liga de ouro e cobre (a liga é mais resistente do que o ouro macio). • As soluções de ligas são misturas homogêneas. • Ligas heterogêneas: os componentes não estão dispersos uniformemente (por exemplo, aço de perlita tem duas fases: Fe quase puro e cementita, Fe3C). Ligas Ligas Ligas • As ligas intersticiais: Ligas Complexos metálicos Complexos metálicos • A maior parte dos íons metálicos existe em água como [M(H2O)6] n+. Cargas, números de coordenação e geometrias • Carga no íon complexo = carga no metal + cargas nos ligantes. • Átomo doador: o átomo ligado diretamente ao metal. • Número de coordenação: o número de ligantes ligados ao metal. – Os números de coordenação mais comuns são 4 e 6. Complexos metálicos • Ligantes monodentados ligam-se através de apenas um átomo doador. – Consequentemene, eles ocupam somente um sítio de coordenação. • Ligantes polidentados (ou agentes quelantes) ligam-se através de mais de um átomo doador por ligante. – Exemplo, etilenodiamina (en), H2NCH2CH2NH2. • O [Co(en)3] 3+ octaédrico é um complexo de en típico. Ligantes com mais de um átomo doador Ligantes com mais de um átomo doador Ligação metal-ligante Complexos metálicos • Efeito Quelato: complexos mais estáveis são formados com agentes quelantes do que com o número equivalente de ligantes monodentados. • Um agente quelante muito importante é o etilenodiaminotetraacetato (EDTA4-). • O EDTA ocupa 6 sítios de coordenação, por exemplo, [CoEDTA]- é um complexo octaédrico Co3+. • Tanto os átomos de N (azuis) como os átomos de O (vermelhos) coordenam-se ao metal. • O EDTA é usado em produtos de consumo para complexar os íons metálico que catalisam reações de decomposição. Ligantes com mais de um átomo doador Complexos metálicos Ligantes com mais de um átomo doador Complexos octaédricos d6 muito estáveis [Ru(H2O)(NH3)5] 2 + Complexos d6 quadrado piramidais muito raros [Ru(Cl)2(PPh3)3] • Estereoisômeros têm a mesma conectividade, mas diferentes arranjos espaciais dos átomos. Isomerismo Isomerismo • Isômeros: dois compostos com as mesmas fórmulas, mas diferentes arranjos dos átomos. • Isômeros de esfera de coordenação e isômeros de igação: têm estruturas diferentes (ex: ligações diferentes). • Isômeros geométricos e isômeros óticos são estereoisômeros (i.e. têm as mesmas ligações, mas diferentes arranjos espaciais dos átomos). • Isômeros estruturais têm diferentes conectividades dos átomos. Isomerismo Isomerismo estrutural • Alguns ligantes podem coordenar-se de diferentes maneiras. • Isto é, o ligante pode se ligar ao metal de diferentes maneiras. • Esses ligantes dão origem à isomeria de ligação. • Exemplo: o NO2 - pode se coordenar através do N ou do O (por exemplo, nos dois complexos [Co(NH3)5(NO2)] 2+ possíveis). • Quando o nitrato coordena-se através do N, ele é chamado de nitro. – O pentaaminonitrocobalto(III) é amarelo. • Quando ONO- coordena-se através do O, ele é chamado de nitrito. – pentaaminonitritocobalto(III) é vermelho. Isomerismo Isomerismo estrutural • Similarmente, o SCN- pode se coordenar através do S ou do N. – A isomeria de esfera de coordenação ocorre quando ligantes do lado de fora da esfera de coordenação entram para a esfera de coordenação. – Exemplo: o CrCl3(H2O)6 tem três isômeros de esfera de coordenação: [Cr(H2O)6]Cl3 (violeta), [Cr(H2O)5Cl]Cl2.H2O (verde), e [Cr(H2O)4Cl2]Cl.2H2O (verde). Isomerismo estrutural • Considere o complexo quadrático plano [Pt(NH3)2Cl2]. • Os dois ligantes NH3 podem estar tanto a 90 como a 180 entre si. Isomerismo Isomerismo estrutural • O arranjo espacial dos átomos nos isômeros cis e trans é diferente. • Esse é um exemplo de isomeria geométrica. • No isômero cis, os dois grupos NH3 são adjacentes. O isômero cis (cisplatina) é usado na quimioterapia. • O isômero trans tem os dois grupos NH3 transversais entre si. • É possível encontrar isômeros cis e trans em complexos octaédricos. Isomerismo • cis-[Co(NH3)4Cl2] + é violeta • trans-[Co(NH3)4Cl2] + é verde • Os dois isômeros têm diferentes solubilidades. • Em geral, os isômeros geométricos têm propriedades físicas e químicas diferentes. • Não é possível formar isômeros geométricos com tetraedros. (Todos os vértices de um tetraedro são idênticos.) Isomerismo Isomerismo Cor • A cor de um complexo depende: • (i) do metal • (ii) de seu estado de oxidação • O [Cu(H2O)6] 2+ azul claro pode ser convertido em [Cu(NH3)6] 2+ azul escuro com a adição de NH3(aq). • Geralmente necessita-se de um orbital d parcialmente preenchido para que um complexo seja colorido. • Logo, íons metálicos d0 normalmente são incolores. Exceções: MnO4 - e CrO4 2-. • Compostos coloridos absorvem luz visível. Cor e magnestimo Cor • A cor percebida é a soma das luzes não absorvidas pelo complexo. • A quantidade de luz absorvida versus o comprimento de onda é um espectro de absorção para um complexo. • Para determinar o espectro de absorção de um complexo: – um estreito feixe de luz é passado por um prisma (que separa a luz em comprimentos de onda diferentes), – o prisma é girado para que diferentes comprimentos de onda de luz sejam produzidos como uma função de tempo, Cor e magnestimo Cor – a luz monocromática (i.e. um único comprimento de onda) é passada através da amostra, – a luz não absorvida é detectada. Cor e magnestimo
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