Organometálicos - química de coordenação

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Pesquise e escreva no que se baseia a classificação de organometálicos, apresente 4 exemplos.
Entre os organometálicos existem compostos nos quais as ligações metal-carbono são predominantemente iônicas, outros em que prevalece a covalência do tipo sigma (σ) ou sigma e pi (π) e outros em que as ligações também são covalentes, mas não podem ser descritas pelos modelos clássicos. Ligados dessas formas, os organometálicos se apresentam como compostos: iônicos; moleculares deficientes em elétrons; poliméricos; moleculares ricos em elétrons; e compostos em que os átomos centrais seguem a regra dos 16, a dos 18 elétrons ou a do octeto.
Compostos iônicos: Este grupo é constituído por compostos formados entre K, Rb, Cs, Fr, Ca, Sr, Ba e Ra (que são os alcalinos e alcalinos terrosos menos eletronegativos) com íons carbânio (que são ânions de hidrocarbonetos, como CH3 -, CH3 CH2 - ou C5 H5 -). Em compostos desse tipo, a instabilidade dos íons carbânio pode ser atenuada pela substituição dos hidrogênios por grupos menos doadores de elétrons, o que possibilita a formação de compostos mais estáveis. Exemplo: KC(C5H5)3) 
Compostos poliméricos: Os compostos formados pelo berílio e pelo magnésio se polimerizam em cadeias infinitas, nas quais cada átomo metálico fica ligado a quatro grupos metis. Desses compostos, os que são formados pelo magnésio são conhecidos como reagentes de Grignard. São muito utilizados em sínteses de compostos orgânicos.
Compostos moleculares deficientes em elétrons: Os organometálicos deficientes em elétrons são formados mediante ligações sigma (σ) de radicais orgânicos com o Li e o Na (que são os alcalinos mais eletronegativos) e com os elementos dos grupos 12 (grupo do Zn) e 13 (grupo do B).
Compostos moleculares que seguem a regra do octeto: Os organometálicos de Si, Ge, Sn e Pb têm fórmula M(CH3)4 , e são monoméricos de estrutura tetraédrica, semelhantes aos compostos do carbono.
Compostos moleculares ricos em elétrons: Os elementos As, Sb e Bi podem apresentar estados de oxidação 3 e 5, e a razão para que se diga que os seus organometálicos são ricos em elétrons é que, ao se formarem no estado de oxidação 3 (fórmulas do tipo M(CH3)3), seus átomos centrais permanecem com dois elétrons na camada de valência disponíveis para fazer ligações. Em função disso, podem funcionar como base de Lewis ou formar compostos de fórmula M(CH3)5. Nesses compostos, as ligações formadas são todas do tipo sigma, e as estruturas podem ser explicadas pelo modelo da repulsão do par de elétrons na camada de valência (RPEV).
Compostos que seguem as regras dos 16 ou dos 18 elétrons: A regra dos 18 elétrons é soma dos elétrons da camada de valência do átomo central com os elétrons recebidos dos ligantes ou de outros grupos é igual a 18 elétrons. Nessa situação, o número total de elétrons do átomo central é igual ao número atômico do gás nobre que sucede esse metal.
Esse comportamento também é observado em outros organometálicos, principalmente, nos formados pelos elementos do centro da tabela periódica, embora existam muitas exceções, especialmente em compostos dos elementos das extremidades do grupo dos elementos de transição. Para estes, frequentemente, a estabilidade é alcançada com os átomos centrais somando 16 elétrons na camada de valência, como acontece no sal de Zeise.
Contagem de elétrons: 
Método do Ligante Neutro (Método Covalente) - Todos os ligantes são tratados como neutros e são classificados de acordo com o número de elétrons que se considera que eles estão doando. O número de elétrons que o metal fornece é o número do seu grupo na tabela periódica. O número de elétrons fornecidos pelo ligante é fornecida de acordo com a classificação anterior. A contagem total de elétrons é a soma do número de elétrons do átomo metálico om o número de elétrons fornecidos pelo ligante.
Método da Doação de Pares de Elétrons (Método Iônico) - Os ligantes doam elétrons aos pares, fazendo com que alguns ligantes sejam tratados como neutros e outros como carregados. O número de oxidação do átomo metálico é a carga total do complexo menos as cargas dos ligantes. O número de elétrons que o metal fornece é o número do seu grupo menos o número de oxidação. A contagem total de elétrons é a soma do número de elétrons do átomo metálico com o número de elétrons fornecidos pelo ligante
O que são compostos metalocenos? Represente a estrutura do ferroceno e cite suas principais aplicações.
Os metalocenos são compostos em que um metal está situado entre anéis de carbono planos. Como esta estrutura lembra um sanduíche, na descoberta destes compostos, estes também foram chamados de compostos do tipo sanduíche.
A visão dos orbitais moleculares da ligação nos metalocenos simples mostra que os orbitais de fronteira (HOMO e LUMO) não são nem fortemente ligantes e nem fortemente antiligantes. Portanto, são possíveis compostos que não obedecem a regra dos 18 elétrons. Desvios da regra dos 18 elétrons levam a mudanças significativas nos comprimentos das ligações M-C.
Além dos compostos metalocenos simples, há muitas outras estruturas relacionadas. Estas são chamadas de compostos sanduíche angulares, compostos “meio sanduíche” e compostos de “três andares”, ou resumidamente como metalocenos angulares. Os metalocenos angulares ocorrem com várias contagens de elétrons e geometrias. As suas estruturas podem ser sistematizadas em termos de um modelo no qual três orbitais do metal projetam-se em direção a face aberta do fragmento L2 M angular, onde L=ligante ciclopentadienil por exemplo.
Ferroceno não são aplicados em larga escala, mas apresentam muitos usos estritos que exploram a estrutura incomum (suporte de ligantes, candidatos a medicamento), solidez (formulações antidetonantes, precursores de materiais), e redox (reagentes e padrões de redox). Entre as principais aplicações se destacam:
Aditivos na gasolina: o ferroceno e seus derivados são agentes antidetonantes usados em combustíveis de motores de explosão; são mais seguros do que o tetraetilchumbo. É possível comprar no Reino Unido, uma solução de aditivo de petróleo que contém ferroceno e que pode ser adicionada à gasolina comum (sem chumbo) de carros vintage, desenhados para usar gasolina com chumbo. Os depósitos de ferro gerados pela decomposição do ferroceno podem formar uma camada condutiva na superfície das velas.
Química dos materiais: o ferroceno, por ser facilmente decomposto em nanopartículas de ferro, é utilizado como catalisador na produção de nanotubos de carbono. Muitas reações orgânicas podem ser usadas para modificar ferrocenos, o que é o caso do vinil-ferroceno. 
Do que trata a hapticidade dos organometálicos? Quais as principais hapticidades? Dê exemplos.
A hapticidade trata de ligantes que possuem múltiplos modos de ligação. Para ligantes em que seus átomos de carbono possam efetuar ligações múltiplas informações extras devem ser descritas. Sendo assim, a hapticidade é descrita pelo termo ηn onde o índice n indica o número de átomos de carbono formalmente ligados ao metal.
O ciclopentadieno (C5H5), por exemplo, pode se ligar os metais por meio de 1, 3 ou 5 átomos de carbono, e nesses casos, deve-se incluir, nas formulas e nomes, a hapticidade correspondente a cada ligante no composto.
Apresente as normas de nomenclatura para os compostos organometálicos.
A nomenclatura dos compostos é feita seguindo as mesmas regras usadas para nomeação dos demais compostos, usando-se adaptações que expressem a composição e a natureza das ligações M-C e do tipo composto.
Para a nomeação dos compostos organometálicos dos elementos dos blocos s e p, por exemplo, normalmente são usados os nomes dos grupos orgânicos seguidos do nome do metal. Exemplo: Li4(CH3)4 – metilítio, NaCH3 – metilsódio.
Alternativamente, os elementos do bloco p, podem receber denominações semelhantes às que são dadas aos compostos orgânicos. Exemplos: B(CH3)3 – trimetilborano, Si(CH3)4 – tetrametilsilano.
Se as ligações M-C têm elevado caráter iônico, os compostos podem ser nomeadosde forma semelhante aos sais. Exemplo: KCH3 – metileto de potássio.
No caso em que seja conveniente indicas o número de oxidação do elemento metálico, considera-se que o grupo orgânico esteja na forma aniônica. 
Para os ligantes que podem fazer mais de uma ligação M-C, deve-se acrescentar o termo hapticidade, que é usado para indicar o número de átomos de carbono ligados ao átomo metálico.
O que são metaloproteínas? Quais as características dos metais e das proteínas que os permitem serem excelentes formadores de compostos como as metaloenzimas?
Metaloproteínas ou metaloenzimas são proteínas e enzimas, respectivamente, que se ligam a íons metálicos. Podem ser dividas em 2 classes:
O íon metálico é uma parte integrante da proteína e é mantido durante os processos de purificação e isolação;
 O metal serve como cofator que é requerido para a atividade, mas não está sempre associado a proteína.
O íon metálico, em cada um dos casos, pode estar ligado diretamente à proteína ou como complexo metálico estando o íon associado a um ligante orgânico, como no heme (O grupo HEME é formado por quatro anéis pirrólicos ligados entre si por um átomo de ferro). 
O papel do Zn2+ na enzima é promover a desprotonação da molécula de H2O ligada e gerar o íon OH- que ataca o CO2 para formar bicabornato e controlo do Ph do sangue.
As principais características são: 
Possui alta velocidade de troca de ligante, devido seu poder polarizante 
Ligação forte com os ligantes proteicos (devido ao preenchimento dos orbitais d, a EECL é zero em todas as geometrias de ligação encontradas, fazendo uma das geometrias ser tão estável quanto as outras.
Troca rápida de molecas de H2O ou moléculas de substrato
Flexibilidade da geometria de coordenação 
Ausência de uma química de oxirredução (orbital de10 complexo impossibilitando a sua participação nas reações de oxirredução) 
Apresente as características e funções da hemoglobina. Mostre sua estrutura destacando as posições de coordenação do grupo heme e do O2(g).
A hemoglobina é feita de 4 subunidades de cadeias peptídicas, 2 α e 2 β. As subunidades αβ formam dímeros com numerosas ligações de hidrogênio e de van der Waals, enquanto a interação entre os dímeros é menor. A proteína é quase esférica, possuindo forma ligeiramente tetraédrica. Possuem o grupo heme ligado a cadeia proteica pela coordenação do anel imidazólico de uma histidina ao Fe (II) e por ligações de hidrogênio e de interações hidrofóbicas com a proteína. É uma proteína intensamente colorida.
Hemoglobina é a proteína responsável pelo transporte de oxigênio, também participa do processo de transporte de nutrientes a todas as células do corpo, processo este, no qual o sangue leva os nutrientes e recolhe as substâncias secretadas pelas células, conduzindo-as, posteriormente, para fora do organismo. 
A molécula de O2 liga-se ao heme com o eixo O2 formando um ângulo com o plano do anel da porfirina. 
Representação dos dois modelos para a ligação do O2 ao átomo de ferro. No primeiro, o ferro está ligado a um átomo de oxigênio e no segundo a 2 átomos de oxigênio.
Este grupo é essencialmente plano, ligeiramente dobrado. Tem 6 posições de coordenação, cada cadeia proteica está ligada a um grupo heme; estes possuem um íon de ferro no seu centro, que forma seis ligações coordenadas: 4 com átomos de azoto do grupo planar de porfirina, uma a um átomo de azoto da proteína e outras a uma molécula de oxigênio. A 5ª e a 6ª ligação coordenadas do Fe(II) estão estabelecidas com dois ligantes adicionais, localizados acima e abaixo do plano do heme. 
A 5ª ligação está ligada ao azoto imidazólico do resíduo de histidina (His) proximal da cadeia polipeptídica.
A 6ª ligação coordenada está livre no estado não oxidado e ocupada pelo oxigênio no estado oxigenado, que se situa entre o Fe(II) e o grupo imidazol da His distal (E7) (Stryer, 1988, Zubay et al., 1995 e Lehninger et al., 1993).
FARIAS, Robson Fernandes de. Química de coordenação: fundamentos e atualidades. 2. ed. rev. e ampl. Campinas: Editora Átomo, 2009. 
OLIVEIRA, Ótom Anselmo de; SILVA, Ademir Oliveira da. Diversidade química do ambiente: Compostos Organometálicos. Natal: EDUFRN, 2006.
SOUZA, Tarciane Greyci dos Santos.Química Inorgânica Avançada Compostos Organometálicos. Dissertação (Mestrado em Química Inorgânica) – Programa de Pós-Graduação em Química, Universidade Federal de Sergipe, São Cristovão, 2014.