METAIS DE TRANSIÇÃO

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METAIS DE TRANSIÇÃO – QUÍMICA DE 
COORDENAÇÃO
COMPOSTOS IÔNICOS DOS METAIS DE 
TRANSIÇÃO
• APRESENTAM ESTADOS DE OXIDAÇÃO 
VARIÁVEIS
• EM GERAL FORMAM ÍONS COMPLEXOS COM 
LIGANTES (BASES DE LEWIS)
O ÍON COMPLEXO Co(NH3)6
3+
COMPOSTOS IÔNICOS COM METAIS 
DE TRANSIÇÃO
• MUITOS COMPOSTOS SÃO COLORIDOS,
UMA VEZ QUE O ÍON COMPLEXO PODE
ABSIRVER LUZ VISIVEL EM
COMPRIMENTOS DE ONDA ESPECÍFICO
• MUITOS COMPOSTOS SÃO
PARAMAGNÉTICOS
CONFIGURAÇÕES 
ELETRÔNICAS
• Exemplo
 V: [Ar]4s23d3
 Fe: [Ar]4s23d6
• Exceções: Cr e Cu 
 Cr: [Ar]4s13d5
 Cu: [Ar]4s13d10
ENERGIAS DE IONIZAÇÃO PARA OS 
ELEMENTOS DO 1o. E 2o. PERIODO 
RAIO ATÔMICO 3d, 4d, E 5d
EXERCÍCIO – PESQUISAR 
APLICAÇÕES PARA OS 
ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO
ESTADOS DE OXIDAÇÃO PARA 
ESPÉCIES DO VANÁDIO EM 
SOLUÇÃO AQUOSA
COMPOSTOS TÍPICOS DO CROMO
COMPOSTOS TÍPICOS DO Mn
COMPOSTOS TÍPICOS DO FERRO
COMPOSTOS TÍPICOS DO COBALTO
COMPOSTOS TÍPICOS DO NÍQUEL
COMPOSTOS TÍPICOS DO COBRE
LIGAS CONTENDO COBRE
COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO
• FORMADOS POR IONS COMPLEXOS E 
CONTRA IONS (ÂNIONS E CÁTIONS):
[Co(NH3)5Cl]Cl2
[Fe(en)2(NO2)2]2SO4
K3Fe(CN)6
EXERCÍCIO – O QUE É?
NÚMERO DE COORDENAÇÃO E LIGANTES
LIGAÇÕES COORDENADAS 
COVALENTES
• LIGAÇÃO RESULTANTE DA 
INTERAÇÃO ENRE A BASE DE 
LEWIS(LIGANTE) E O ÁCIDO DE 
LEWIS (ÍON METÁLICO)
LIGANTE 
BIDENTADO 
Etilenodiamina
Monodentado 
Amônia
COORDENAÇÃO 
DO EDTA COM 
ÍON METÁLICO 
2+
ethylenediaminetetraacetate
LIGAÇÕES EM ÍONS COMPLEXOS:
ÍON COMPLEXO COM 6 LIGANTES SERÃO 
OCTAÉDRICOS
COMPLEXOS COM DOIS LIGANTES SERÃO 
LINEARES
COMPLEXOS COM 04 LIGANTES PODEM SER 
TETRATÉDRICOS OU QUADRADO PLANAR
INTERAÇÃO ENTRE O ÍON METÁLICO E UM 
LIGANTE – REAÇÃO ÁCIDO – BASE DE 
LEWIS
ORBITAIS HIBRIDOS DO Co3+ PODEM 
ACEITAR UM PAR DE ELÉTRONS DE 
CADA LIGANTE NH3
ORBITAIS HIBRIDOS REQUERIDOS PARA 
ÍONS COMPLEXOS TETRAÉDRICOS, 
QUADRADO PLANA E LINEAR
• EFEITO DOS LIGANTES NA ENERGIA DOS ELÉTRONS 
EM ORBITAIS d DOS METAIS.
CONSIDERAR:
1. Ligantes são pontos de carga negativo.
2. Ligação Metal–ligante são inteiramente iônicas:
• Campo forte (baixo spin): 
grandes desdobramentos de energia dos eletrons nos 
orbitais d
• Campo fraco (alto spin): 
pequenos desdobramentos de energia nos elétrons 
orbitais d
MODELO DO CAMPO CRISTALINO
COMPLEXOS OCTAÉDRICOS
LIGANTES E ORIENTAÇÃO DOS ORBITAIS 
3d
PORQUE A ENERGIA DOS ORBITAIS 
MUDA EM RELAÇÃO AO ESTADO 
FUNDAMENTAL?
• LIGANTES (PONTOS DE CARGA 
NEGATIVOS) REPELEM OS ELÉTRONS d 
DO METAL, ASSIM OS ELÉTRONS d SE 
DISTANCIAM PARA PARA MINIMIZAR 
AS REPULSÕES.
• OS ORBITAIS SÃO DE 
MAIS BAIXA ENERGIA NO COMPLEXO 
OCTAÉDRICO, ENQUANTO QUE
SÃO DE MAIS ALTA ENERGIA
2 2 2 and z x yd d
, ,and 
xz yz xy
d d d
A ENERGIA DOS ELÉTRONS EM 
ORBITAIS 3d PARA ÍONS METÁLICOS 
EM COMPLEXOS OCTAÉDRICOS
ARRANJOS POSSÍVEIS PARA 
DESDOBRAMOS DOS ELÉTRONS 3d EM UM 
COMPLEXO OCTÁEDRICO DO Co3+
PROPRIEDADES MAGNÉTICAS
• CAMPO FORTE (BAIXO SPIN):
 MINIMO NÚMERO DE ELÉTRONS 
DESEMPARELHADOS.
• CAMPO FRACO (ALTO SPIN):
 NÚMERO MÁXIMO DE ELÉTRONS 
DESEMPARELHADOS.
• APLICAR REGRA DE HUND.
SÉRIE ESPECTROQUÍMICA
• LIGANTES DE CAMPO FORTE A LIGANTES DE CAMPO FRACO
CAMPO FORTE CAMPO FRACO
(GRANDES DESDOBRAMENTOS) (PEQUENOS DESDOBRAMENTOS)
CN– > NO2
– > en > NH3 > H2O > OH
– > F– > Cl– > Br– > I–
• A MAGNITUDE DO DESDOBRAMENTO PARA UM DADO LIGANTE 
AUMENTA COM A CARGA DO ÍON METÁLICO
COR NOS ÍONS COMPLEXOS
• SUBSTÂNCIAS MOSTRA CORES
COMPLEMENTARES AQUELAS QUE
SÃO CAPAZES DE ABSORVER
ABSORÇÃO DA LUZ VISIVEL POR 
ÍONS COMPLEXOS DO ION Ti(H2O)6
3+
EXERCÍCIO
QUAIS DOS SEGUINTES ÍONS 
PODERÃO APRESENTAR 
COMPOSTOS OCTAÉDRICOS 
INCOLORES?
Ti4+ Cr3+ Mn2+
Fe2+ Fe3+ Co2+
Co3+ Ni2+ Cu+
Cu2+ Zn2+ Ag+
ARRANJO TETRAÉDRICO
• NENHUM DOS ORBITAIS 3d ESTÁ 
FRONTAL AOS LIGANTES
 DIFERENÇA EM ENERGIA ENTRE OS
ORBITAIS d É SIGNIFICATIVAMENTE
MENOR
• O DESDOBRAMENTO DOS ORBITAIS d
SERÁ OPOSTO AO DO ARRANJO 
OCTAÉDRICO
 CASO DO CAMPO FRACO (ALTO SPIN) 
SEMPRE SE APLICA
ARRANJO TETRAÉDRICO DOS 
ORBITAIS d
DIAGRAMAS DO CAMPO 
CRISTALINO PARA COMPLEXOS 
OCTAÉDRICOS E TETRAÉDRICOS
EXERCICIO
a) OS ELÉTRONS NOS ORBITAIS d 
SÃO DO METAL OU DO LIGANTE?
b) PORQUE OCORRE O 
DESDOBRAMENTO DE ENERGIA 
DOS ELÉTRONS NOS ORBITAIS d?
c) PORQUE O DESDOBRAMENTO EM 
COMPLEXOS TETRAÉDRICOS É 
MENOR DO QUE EM COMPLEXOS 
OCTAÉDRICOS?
USANDO O MODELO DO CAMPO
CRISTALINO MOSTRE O ARRANJO
DOS ELÉTRONS PARA OS IONS
ABAIXO E INDIQUE QUAIS
LIGANTES SÃO DE CAMPO FORTE E
QUAIS DE CAMPO FRACO:
a) Ni(NH3)6
2+
b) Fe(CN)63–
c) Co(NH3)63+
UM ÍON METÁLICO EM UM 
COMPLEXO OCTAÉDRICO DE ALTO 
SPIN TEM DOIS ELÉTRONS 
DESEMPARELHADOS A MAIS DO 
QUE O MESMO ÍON EM 
COMPLEXOS OCTAÉDRICOS DE 
BAIXO SPIN.
QUAIS ÍONS METÁLICOS PODERIAM 
APRESENTAR ESSE COMPORTAMENTO? QUAL A 
CONFIGURAÇÃO ELETRÔNICA? QUAIS 
EXEMPLOS DE ÍONS METÁLICOS?
METAIS DE TRANSIÇÃO E SUA 
IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA
COMPLEXO HEMO
MIOGLOBINA
• ÍON Fe2+
COORDENADO A 
04 ÁTOMOS DE 
NITROGÊNIO NO 
GRUPO 
PORFIRINA DO 
COMPLEXO 
HEMO
Hemoglobina
• Cada hemoglobin 
tem duas cadeias 
α e duas β, cada 
uma com um 
grupo complexo 
hemo próximo ao 
centro.
• Cada hemoglobin 
pode complexar 
quarto moléculas 
de oxigênio
Metalurgia
• Processos de separação de metais
PRODUÇÃO 
DO FERRO
E CONTINUA A COR??? E NOS SÓLIDOS E MINERAIS COMO SERÁ? 
COMO A LUZ INTERAGE 
COM UM SÓLIDO?
O QUE AFETA ? 
ESTRUTURA? 
COR?
QUAIS PROPRIEDADES SE 
MANIFESTAM? 
COR NOS MINERAIS