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Qualquer composto químico no qual um íon metálico é sequestrado e firmemente fixado a um anel dentro da molécula quelante; são usados no tratamento de envenenamentos metálicos. Composto em forma de anel heterocíclico, contendo um íon metálico em ligação coordenada a pelo menos dois íons não metálicos Um quelato consiste numa designação genérica atribuída aos compostos químicos cujas moléculas consistem em um ou mais átomos metálicos, ou íons, associados a cadeias de resíduos orgânicos por ligações químicas coordenadas (ou dativas). Algumas definições pertinentes encontradas na literatura : Quelatos, complexos, compostos de coordenação Quando um íon metálico ou uma substância qualquer se combina com um grupo doador de um par de elétrons, o composto resultante é chamado de complexo ou composto de coordenação. Complexo é o produto de uma reação entre um ácido de Lewis e uma base de Lewis. A base de Lewis possui um par de elétrons disponível o qual é doado para o ácido de Lewis e o par de elétrons, no produto resultante, fica compartilhado por ambas as espécies químicas. Espécies doadoras (bases de Lewis): H2O, Cl -, NH3, moléculas contendo O, N, S, P e outros átomos Vc sabe o que é isto? www.webelements.com Estrutura espacial teórica dos orbitais d Relembrando: Descreva a configuração eletrônica dos seguintes íons de metais de transição: Al3+ Cu2+ Zn2+ Ni2+ Como ficam orbitais d num sistema cartesiano: A formação de compostos envolvendo metais de transição com orbitais d semi preenchidos pode levar à propriedades ópticas, magnéticas e elétricas diferenciadas. Exemplo: seis moléculas de H2O circundando o íon Cu2+: A formação de compostos envolvendo metais de transição com orbitais d semi preenchidos pode levar à propriedades ópticas, magnéticas e elétricas diferenciadas. Exemplo: seis moléculas de H2O circundando o íon Cu2+: Complexo é o produto de uma reação entre um ácido de Lewis e uma base de Lewis. A base de Lewis possui um par de elétrons disponível o qual é doado para o ácido de Lewis e o par de elétrons, no produto resultante, fica compartilhado por ambas as espécies químicas. Por exemplo, a formação de um íon alumínio hidratado quando um sal de alumínio se dissolve em água é uma reação ácido-base de Lewis: Al3+ + 6 H2O [Al(H2O)6 ] 3+ Ácido Base Complexo A ligação de uma molécula de água ao íon alumínio ocorre pela doação de um par de elétrons do átomo de oxigênio ao íon alumínio: As outras 5 moléculas de água restantes se ligam de maneira semelhante para formar o íon alumínio totalmente hidratado. Al3+ H O ¨ ¨ H + H O ¨ H Al3+ A fórmula química dos complexos é, tradicionalmente, colocada entre colchetes. Exemplos: [Cr(CO)6]; [Cr(H2O)6] 3+; [CoCl4] 2- Os íons ou moléculas ligadas ao átomo metálico por coordenação são Denominados de ligantes e devem possuir par ou pares de elétrons não compartilhados, para que estabeleçam as ligações. Um ligante pode ser um simples ânion, como por exemplo, Cl-, F-, ou moléculas neutras tal como H2O, NH3, moléculas contendo O, N, S, P e outros átomos ou espécies carregadas, tal como CN-. Nos complexos, os ligantes ligam-se ao átomo metálico central por apenas um único ponto, ou seja, uma única ligação para cada ligante-átomo central. Cu 2+ CuC C H C2 C C + +2H 2H + NH2 H2 H2 OH O O O O O H N N CH2 glicina Bis-glicinato de cobre(II) Outro exemplo da formação de um complexo: Compostos de Coordenação: descrição dos componentes ligante Número de coordenação Íon metálico central Cl3 Esfera de ionização Esfera de coordenação Exercício: identifique todas as partes que compõem os complexos abaixo: Exercício: identifique todas as partes que compõem os complexos abaixo: [Ni(bipy)]Cl2 [Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)5H2O]Cl3 [Co(NH3)5Cl]Cl2 Exercício: Nos complexos a seguir indique o número de coordenação e quais são os ligantes: Obs: Para resolver essas questões vc tem que ter uma noção de número de oxidação. Unidentados (doa um par de elétrons). Ex. NH3, Cl -, H2O. Bidentados (dois grupos disponíveis para complexação). Ex. glicina, b-dicetonas Tridentados (três grupos disponíveis), tetra-, penta- e hexadentados também são conhecidos e denominados comumente de multidentados. Ex. ácidos aminocarboxílicos. [ML] [L][M] K = Tipos de ligantes: A formação de um complexo metálico mononuclear pode ser genericamente representada pela equação: M + nL = MLn Onde k = constante de equilíbrio da reação de complexação Ligações “complexas” Teoria da coordenação de Alfred Werner, (1893) foi a primeira tentativa de explicar a ligação existente nos complexos de coordenação. Ele concluiu que esses compostos apresentam dois tipos de valência: Valência primária: é o número de cargas no íon complexo. Por exemplo, no composto CoCl2, temos Co 2+ e mais dois átomos de Cl-, portanto, temos 2 valências primárias. Valência secundária: Se refere ao número de átomos ligantes coordenados ao metal central, ou seja, é o Número de Coordenação do composto. Cada ligante doa um par de elétrons ao íon metálico, formando uma ligação coordenada. Exemplo da sinergia que ocorre nas interações entre um metal e uma carbonila Isomeria em complexos estereoisômeros Aplicações de compostos de coordenação Química analítica: agentes complexantes para determinações quantitativas; exemplo: EDTA Agricultura e meio ambiente: agentes transportadores de metais Indústria: redutores da dureza da água Saúde: aplicações como agentes de transporte e de remoção de metais pesados no organismo; exemplo: tratamento da talassemia (remoção do excesso do ferro no corpo antes de atingir níveis tóxicos) Bioquímica: metaloproteínas (quelatos naturais) podem influenciar o desempenho das enzimas ou e outros mecanismos regulatórios nos órgãos específicos ou no soro sanguíneo. Molécula do ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) Quantificação de cátions em solução por volumetria de complexação. Metal complexado pelo EDTA A quitosana, natural ou quimicamente modificada, é um excelente adsorvente de íons metálicos em solução. Adsorção de íons Cu(II) e Cd(II), em solução aquosa, por quitosana modificada quimicamente com o ligante N,N’-[bis-(2-hidroxi-3-formil- 5-metilbenzil)(dimetil)]- etilenodiamina (H2FMBME), Agricultura e meio ambiente: agentes transportadores de metais Compostos de coordenação presentes em nosso organismo Além do ferro, a medula óssea necessita tanto de vitamina B12 como de ácido fólico para produzir os glóbulos vermelhos. (cianocobalamina) hemoglobina Metaloproteínas Metaloproteínas Proteína que se liga ao Zn(II) Cisplatina coordenada ao átomos N7 das bases guaninas da parte interna da hélice do DNA http://3dciencia.wordpress.com/2012/06/29/hello-world/ Atuação farmacológica: cisplatina e derivados – anti-neoplásicos Outro exemplo importante: Cores e compostos de coordenação envolvendo metais de transição Esta modificação é imposta pela geometria adotada no complexo e decorre da interação de atração e repulsão dos elétrons nos orbitais que estão interagindo na ligação coordenada. [CrCl2(H2O)4] + [Cu(NH3)4] 2+ [Co(H2O)6] 3+ Cr2O7 2- CrO4 2-Exercícios: qual destas estruturas não corresponde a um complexo? Co(III) [Co(NH3)6] Qual a carga residual nestes complexos? [CoSO4(NH3)4] Li[AlH4] Fe(III) [Fe(CN)6] [Ni(CO)4] CuCl2(CH3NH2)2 Cu(II) Fe(II) [Fe(SO4)(H2O)4] [Ti(Cl)4]
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