COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO - AQQL

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- O que são compostos de coordenação
Compostos de coordenação são moléculas formadas por um ou vários ácidos de Lewis, que fazem ligação com uma ou várias bases de Lewis. Esses compostos são muitas vezes também denominados de complexos. Antes de falarmos mais sobre esses compostos, vale relembrar rapidamente o que são ácidos e bases de Lewis. Ácidos de Lewis são espécies químicas que ao formarem ligação funcionam como receptoras de par de elétrons. Já as bases de Lewis, atuam como doadoras de elétrons durante a ligação. Os compostos de coordenação podem ser eletricamente neutro, como é o caso do Ni(CO)4, ou apresentar carga como por exemplo, [Co(NH3)6)]3+. Os ligantes podem ser neutros (moléculas) ou íons e a ligação que se estabelece entre eles e o átomo central é chamada de coordenada ou ligação covalente. Alguns exemplos de complexos formados por ligante neutro, são os com amônia (NH3) como o [Co(NH3)6]3+ ou com monóxido de carbono (CO), como o Ni(CO)4. Entre os compostos formados por ligantes iônicos temos uma divisão entre aniônicos, entre eles o F-, Cl-, Br -, I- e CN-, e o oxiânions, SO42-, H3CCOO-, C2O42- e CO32- . Os ligantes tem pelo menos 1 par de elétrons livres que permite a ele se coordenar ao metal para formar os complexos. Com base nisso eles podem ser divididos classificados em monodentados, bidentados, tri, e assim por diante.
- Diferença entre sais duplos e íons complexos
Os sais duplos, quando dissolvidos, perdem sua identidade em solução, enquanto os íons complexos mantém sua identidade em solução.
- Estrutura dos íons complexos
Nos compostos de coordenação temos um átomo central de metal ou íon metálico atuando como ácido de Lewis, rodeado por íons ou moléculas, chamados de ligantes, que são bases de Lewis. 
- Termos associados aos complexos 
A primeira, a valência primária, corresponderia ao número da carga do íon complexo, hoje conhecido por estado de oxidação. A segunda, a valência secundária, corresponderia ao número total de ligantes coordenados ao íon metálico, hoje conhecido por de número de coordenação
- Nomenclatura dos complexos
Ao se denominar os complexos, os ligantes são citados em primeiro lugar em ordem alfabética, seguidos do átomo central com o NOX em algarismo romano entre parênteses. Se houverem ligantes de mesma natureza, usam-se os prefixos numéricos di, tri, tetra, etc. para indicar o número desses ligantes.
- Aplicações dos complexos 
Os compostos de coordenação estão envolvidos diretamente com o nosso dia a dia, sendo encontrados não apenas em processos industriais e fármacos, mas também naturalmente nos próprios organismos. Dentre as principais aplicações dos compostos de coordenação pode-se destacar:
1. Ocorrência natural
Os metais ocorrem amplamente na natureza na forma de minerais e rochas, como óxidos, silicatos, carbonatos etc., mas podem ser também encontrados, quase sempre em solução, como compostos de coordenação. Os exemplos mais importantes estão envolvidos em sistemas biológicos e fazem parte, portanto, do nosso cotidiano, embora muitas vezes não se tome conhecimento disso.
2. Transporte de oxigênio
Uma função fundamental em muitos organismos é o transporte de oxigênio molecular (O2), uma função exclusiva demetaloproteínas. Na espécie humana, assim como em todos os cordados, essa função é realizada pelaHemoglobina e pela Mioglobina, proteínas cujo sítio de ligação do oxigênio contém uma porfirina de ferro. Quando o O2 se liga a estas proteínas, importantes mudanças estruturais ocorrem, sem, contudo, levar a reações de oxirredução irreversíveis, permitindo que o oxigênio seja liberado nas condições adequadas. Outra metaloproteína transportadora de oxigênio é a hemocianina, encontrada em artrópodes e moluscos. Nela, dois átomos de cobre são coordenados por três resíduos de histidina e atuam em conjunto. 
3. Fotossíntese
Vários organismos autótrofos captam energia luminosa através da clorofila, um pigmento verde que contém uma porfirina de magnésio. Esse pigmento é capaz de absorver luz, passando a um estado excitado em que um elétron é transferido em cascata por uma série de moléculas, incluindo algumas metaloproteínas, até o NADP. Por outro lado a clorofila recebe elétron de volta de uma proteína contendo um cluster de manganês que, por sua vez, reduz água a gás oxigênio. 
4. Vitamina B12
A Vitamina B12 foi isolada de extrato de fígado pela primeira vez em 1948. Foi o primeiro exemplo de composto organometálico de ocorrência natural. Ela participa na atuação de enzimas, liases e mutases, que catalisam reações de deslocamento 1,2. Esse tipo de reação dificilmente acontece sem a participação de um catalisador. 
5. Extração de metais menos comuns
Alguns metais menos comuns são apenas encontrados em quantidades minoritárias, misturados a outros minérios. Sua obtenção pode se dar, entre outros métodos, por hidrometalurgia, na qual um complexo do metal de interesse é formado e se dissolve, enquanto outros metais presentes no minério (ou muitas vezes em lamas anódicas) não são dissolvidos. Um exemplo desse processo é a hidrometalurgia do ouro pelo processo do cianeto. Tradicionalmente, o ouro foi recolhido de areias fluviais pelo uso de bateias, levando em conta sua elevada densidade. Contudo, como estas fontes já foram extensamente exploradas a produção atual depende da mineração de rochas com tipicamente entre 5 e 15 ppm de ouro. Para a extração os minérios são triturados até um pó fino, que é extraído com uma solução aerada de cianeto de sódio.[3]
4Au + 8NaCN + O2 + 2H2 O → 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH[3]
Outros exemplos comuns são a clorinação de Newbery-Vautin para extração de ouro e o Processo Bayer de extração de Alumínio a partir da Bauxita.
6. Pigmentos e corantes
A maior parte dos pigmentos e corantes inorgânicos são materiais, tais como oVermilion (sulfeto de mercúrio (II)), oAmarelo de Cromo (Cromato de Chumbo (II)), o Verde de Cromo (óxido de cromo (III)), a Malaquita (carbonato básico de cobre (II)) os Ocres (diversos óxidos de ferro), o Azul Egípcio (silicato de cobre(II) e cálcio), etc. Um caso particular interessante é o Azul da Prússia, um material obtido partir do complexo hexacianoferrato(II), precipitado com ferro(III). Contudo, algumas classes de compostos de coordenação são amplamente utilizadas como corantes, tais como asftalocianinas azuis de Fe(II), Co(II), Ni(II), Cobre(II) e Zn(II) e azocomplexos de ferro e cobre.
7. Catálise
A aplicação de catalisadores baseados em metais de transição é absolutamente fundamental na produção de grande parte das substâncias químicas industrialmente relevantes. Reações catalisadas têm a dupla vantagem de permitir sínteses mais ágeis e com menores custos. São importantes inclusive do ponto de vista da sustentabilidade, já que, em geral, permitem condições mais brandas de reação, dependendo de menor gasto de energia e produzindo menor quantidade de resíduos ou, pelo menos, resíduos mais brandos. A maior parte dos catalisadores utilizados são metais no estado elementar ou óxidos metálicos em processos heterogêneos. Contudo a partir dos anos 1960 catalisadores baseados em compostos de coordenação, principalmente organometálicos, sofreram uma grande expansão conduzida principalmente por três processos industrialmente importantes: Ziegler, Wacker e Oxo. Esses são processos de catálise homogênea.
 
8. Ziegler
Catalisadores de Ziegler são usados na polimerização de olefinas. Eles costumam ser complexos derivados de metais dos grupos 4, 5 e 6 como titânio, vanádio, cromo e zircônio em combinação com promotores organometálicos, por exemplo, trietilalumínio.
 
9. Wacker
Compreende a oxidação parcial de uma olefina em presença de [PdCl4]2- e um cooxidante, geralmente sais de cobre(I). É fundamental na produção de acetaldeído a partir do etileno. 
10. Oxo
Um dos mais importantes processos industriais envolvendo catálise por complexos de metais de transição, o processo Oxo permite a adição de hidrogênio e monóxido de carbono à olefinas (hidroformilação). Nesse processo são utilizados catalisadoresbaseados em ródio com ligantes fosfinas ou cobalto com ligantes CO além de, em ambos os casos, um ligante hidreto.
 
11. Ativação de pequenas moléculas
Um esforço bastante grande tem sido feito na comunidade científica no sentido de encontrar rotas catalíticas que favoreçam reações chamadas, genericamente, de ativação de pequenas moléculas. Moléculas pequenas muito pouco reativas como água, gás nitrogênio e dióxido de carbono são muito abundantes e podem ser convertidas a espécies de maior utilidade e valor agregado como gás hidrogênio, amônia e formol, respectivamente, dentre diversos outros produtos através de reações de custo energético muito elevado. Existem diversas propostas de catalisadores homogêneos que envolvem compostos de coordenação que possam permitir condições mais brandas, baratas e ambientalmente amigáveis. Como exemplo, pode-se citar os complexos triamidomolibdênio(III) e triamidonióbio(III) que permitem a conversão de nitrogênio em amônia (utilizada em fertilizantes e explosivos), ou os diversos complexos mono e bimetálicos de rutênio-oxo que atuam na quebra da água a O2 e H2 (utilizado como combustível limpo).
12. Química medicinal
O uso de íons metálicos está presente em práticas médicas desde a antiguidade. Os registros mais antigos mostram que os chineses já utilizavam ouro em 2500 a.C, mas outras civilizações do mundo antigo como gregos, egípcios e hindus também utilizaram este metal, assim como a prata, em suas preparações para curas. Essas preparações, contudo, foram elaboradas numa perspectiva muito mais mágico/mística do que científica. Os compostos metálicos utilizados hoje na clínica podem ser divididos em dois grupos principais por suas aplicações: terapêuticos ou diagnósticos. No que diz respeito a agentes diagnósticos, podem ser citados como exemplos o sulfato de bário, que é usado há pelo menos 100 anos como contraste em radiografia, compostos de gadolínio que são utilizados como contraste para ressonância magnética nuclear e complexos de 99mTc, 67Ga e 111In desenvolvidos e aprimorados para técnicas de rádio imagem (como as diversas cintilografias).