Cap 1_Química Inorgânica_Miessler

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1
H
HH
H
H
H
BB
Introdução à química inorgânica
C a p í t u l o 1
1.1 O que é química inorgânica?
Se a química orgânica é definida como a química dos compostos de hidrocarbonetos e seus deri-
vados, a química inorgânica pode ser descrita amplamente como a química de “todas as demais 
substâncias”. Nesse grupo, incluem-se todos os outros elementos da tabela periódica, inclusive 
o carbono, que desempenha um papel importante e crescente na química inorgânica. O grande 
campo da química organometálica estabelece uma conexão entre ambas as áreas, englobando os 
compostos que contêm ligações metal-carbono, incluindo também a catálise de diversas reações 
orgânicas. A química bioinorgânica estabelece uma conexão entre a bioquímica e a química 
inorgânica e tem um enfoque importante nas aplicações médicas. A química ambiental inclui o 
estudo de compostos orgânicos e inorgânicos. Em resumo, a área da química inorgânica é vasta 
e fornece essencialmente um campo ilimitado para a pesquisa e possíveis aplicações práticas. 
1.2 Contrastes com a química orgânica
É oportuno fazermos algumas comparações entre compostos orgânicos e inorgânicos. Em ambas 
as áreas, são encontradas ligações covalentes simples, duplas e triplas (Figura 1.1); para com-
postos inorgânicos, incluem-se ligações diretas metal-metal e ligações metal-carbono. Embora 
o número máximo de ligações entre dois átomos de carbono seja três, há muitos compostos que 
contêm ligações quádruplas entre os átomos de metal. Além das ligações sigma e pi comuns 
na química orgânica, átomos de metal com ligações quádruplas contêm uma ligação delta (d) 
(Figura 1.2); uma combinação de uma ligação sigma, duas ligações pi e uma ligação delta com-
põem a ligação quádrupla. A ligação delta é possível nesses casos porque os átomos de metal têm 
orbitais d para usar na ligação, enquanto o carbono tem apenas os orbitais s e p energeticamente 
acessíveis para a ligação.
Compostos com ligações “pentavalentes” entre metais de transição têm sido relatados 
(Figura 1.3), acompanhados de debates sobre se tais ligações merecem a designação “quíntuplas”.
Em compostos orgânicos, o hidrogênio quase sempre está ligado a um único carbono. Em 
compostos inorgânicos, o hidrogênio frequentemente encontra-se como um átomo de união entre 
dois ou mais átomos. Pontes de hidrogênio unindo átomos também podem ocorrer em compos-
tos metálicos em que os átomos de hidrogênio formam pontes entre as arestas ou as faces de 
poliedros de átomos de metais. Grupos alquila podem também atuar como pontes em compostos 
inorgânicos, uma função raramente encontrada em química orgânica, exceto em intermediários de 
reação. Exemplos de átomos de hidrogênio terminal e de ponte e de grupos alquila em compostos 
inorgânicos são encontrados na Figura 1.4.
Algumas das diferenças mais marcantes entre a química do carbono e a de muitos outros 
elementos residem na geometria e no número de coordenação. Embora o carbono seja normal-
mente limitado a um número de coordenação máximo de quatro (um máximo de quatro átomos 
ligados ao carbono, como em CH4), numerosos compostos inorgânicos têm átomos centrais com 
números de coordenação de cinco, seis, sete ou mais; a geometria de coordenação mais comum 
para metais de transição é um arranjo octaédrico em torno de um átomo central, como mostrado 
Miessler_miolo.indb 1 03/02/14 20:23
2 1 | introdução à química inorgânica
por [TiF6]
3− (Figura 1.5). Além disso, compostos inorgânicos apresentam geometrias de coor-
denação diferentes daquelas encontradas para o carbono. Por exemplo, embora o carbono com 
número de coordenação 4 quase sempre seja tetraédrico, tanto a geometria tetraédrica quanto 
a quadrado-planar ocorrem em compostos com número de coordenação 4 para metais e não 
metais. Quando há elementos metálicos no centro, com ânions ou moléculas neutras (ligantes) 
ligados a eles (frequentemente por meio de N, O ou S), são chamados de compostos de coorde-
nação. Quando o carbono é o elemento diretamente ligado a átomos ou íons metálicos, também 
são classificados como complexos organometálicos.
A geometria tetraédrica, geralmente encontrada em compostos de carbono com número de 
coordenação 4, também ocorre de forma diferente em algumas moléculas inorgânicas. O metano 
contém quatro hidrogênios dispostos em um tetraedro regular em torno do carbono. O fósforo 
HH
H
H
HH
CC FF
HH
HH
CC
CH HC N N
OO W
S
S S
SS
SS
S
S
S
W
Orgânico Inorgânico Organometálico
Hg Hg 2
OC CH3Mn
C
CC
O
C
O
C
O
O
C
O
C
O
C
O
C
O
C
O
O
CO
CO
NR2
NR2
C CH3
OC CCr
CH3
OC6H5
I Cr
NR2R2N
Cl
Cl
Cl
Cl
Os Os
Cl
ClCl
Cl 2
Cl Cl
ClCl
Cl
ClCl
Cl
Re Re
2
FIGURA 1.1 ligações simples 
e múltiplas em moléculas orgâ-
nicas e inorgânicas.
FIGURA 1.2 exemplos de 
interações de ligações.
Sigma
Pi
s s
p p
Delta
d d
FIGURA 1.3 exemplo de ligações 
pentavalentes.
i-Pri-Pr
i-Pr
Cr Cr
i-Pr
i-Pr
i-Pr
i-Pr i-Pr
FIGURA 1.4 exemplos de compostos inorgânicos contendo átomos de hidrogênio terminal e de ponte e grupos alquila.
OC COH
H3C
H3
C
Cr
H3C
H3C
CH3
CH3AlAl
H
HH
H
H
H
BB
CO CO
OC
Cr
O
C
O
OO
C
CC
Li
Li Li
Li
 CH3OC
Cada CH3 une-se a uma 
face do Li4 tetraedro.
Miessler_miolo.indb 2 03/02/14 20:23
1.2 Contrastes com a química orgânica | 3
elementar é tetra-atômico (P4) e tetraédrico, mas sem átomo central. Outros elementos também 
podem formar moléculas em que os átomos exteriores circundam uma cavidade central; um 
exemplo é o boro, que forma inúmeras estruturas contendo unidades B12 icosaédricas. A Figura 1.5 
apresenta exemplos de algumas geometrias encontradas em compostos inorgânicos.
Anéis aromáticos são comuns em química orgânica, e os grupos arila também podem formar 
ligações sigma com metais. No entanto, os anéis aromáticos também podem se ligar a metais 
de uma forma drasticamente diferente, usando seus orbitais p, como mostrado na Figura 1.6. O 
resultado é um átomo de metal ligado acima do centro do anel, quase como se estivesse suspenso 
no espaço. Em muitos casos, os átomos de metais ficam situados entre dois anéis aromáticos (são 
os chamados “compostos sanduíche”). Existem compostos sanduíche com múltiplas camadas de 
metais e anéis aromáticos.
O carbono desempenha um papel incomum em diversos compostos metálicos tipo cluster, 
nos quais um átomo de carbono situa-se no centro de um poliedro formado por átomos de metal. 
São conhecidos exemplos de clusters de carbono centrado com cinco, seis ou mais metais cir-
cundantes (Figura 1.7). O papel marcante que o carbono desempenha nesses clusters representou 
um desafio para os teóricos da química inorgânica.
Além disso, desde meados da década de 1980, a química do carbono elementar tem florescido. 
Esse fenômeno começou com a descoberta dos fulerenos, mais notadamente o cluster C60, apeli-
dado de “buckminsterfulereno”, em homenagem ao arquiteto que projetou a cúpula geodésica 
(Richard Buckminster Fuller). Muitos outros fulerenos (buckyballs) são conhecidos e servem 
como núcleos para uma variedade de derivados. Além disso, inúmeras outras formas de carbono 
(por exemplo, nanotubos de carbono, nanofitas, grafeno e fios de carbono) têm atraído muito 
interesse e mostram potencial para aplicações em campos tão diversos quanto a nanoeletrônica, 
FIGURA 1.5 exemplos da geometria dos compostos inorgânicos p.
F FTi Xe
F
F
H
F F
F
F
F
Pt
P P
P
P
N
N
N
N
B
H
H
H
H
H
Cl
HH
Cl
HH
B
N
B
F
3
B
B
BB B
B B
B
B B
B
2
B
I
F
F
F
F
FF
F
B12H12
2 (não mostrado: um 
hidrogênio em cada boro)
CF3
CF3F3C
F3CFe
Ni
Ni
Mo
S S
Mo
Zn
Zn
Cr
SS
FIGURA 1.6 Compostos inorgânicos contendo anéis aromáticos com ligações .
FIGURA 1.7 Clusters metálicos 
com carbono centrado.
Fe CO 3
Fe CO 3
C
CO 3Fe
Fe CO 3CO 3Fe
Ru CO 2
Ru CO 3
C
Ru CO 3CO 3Ru
Ru CO 3CO 2Ru
OC
Fe CO 3
Fe CO 3
C
CO 3Fe
Fe CO 3CO 3Fe
Ru CO 2
Ru CO 3
C
Ru CO 3CO 3Ru
Ru CO 3CO 2Ru
OC
Miessler_miolo.indb 3 03/02/1420:23
4 1 | introdução à química inorgânica
coletes à prova de balas e dispositivos para administração de medicamentos. A Figura 1.8 for-
nece exemplos dessas novas formas de carbono.
A era das linhas divisórias claras entre os subcampos da química há muito se tornou obso-
leta. Muitos dos temas deste livro, como a química ácido-base e as reações organometálicas, 
são de interesse vital para os estudiosos da química orgânica. Outros temas, como as reações 
de oxirredução, os espectros e as relações de solubilidade, interessam aos químicos analíticos. 
Assuntos relacionados à determinação da estrutura, aos espectros, à condutividade e às teorias 
de ligação são do interesse dos físico-químicos. Por fim, o uso de catalisadores organometáli-
cos estabelece uma conexão com a petroquímica e a química dos polímeros; e os compostos de 
coordenação, como a hemoglobina e as enzimas que contêm metal, estabelecem uma conexão 
semelhante com a bioquímica. Muitos químicos inorgânicos trabalham com profissionais de 
outros campos a fim de aplicar as descobertas químicas para enfrentar os desafios modernos 
em medicina, energia, meio ambiente, ciência dos materiais e outros campos. Resumidamente, 
a química inorgânica moderna não é um campo de estudo fragmentado, mas tem inúmeras 
interconexões com outras áreas da ciência, da medicina, da tecnologia e de outras disciplinas.
O restante deste capítulo dedica-se a uma breve história das origens da química inorgânica 
e a algumas perspectivas sobre sua evolução mais recente, destinada a estabelecer uma conexão 
com o passado e situar alguns aspectos da química inorgânica no contexto dos grandes eventos 
históricos. Em capítulos posteriores, será fornecido um breve contexto histórico com a mesma 
intenção.
1.3 A história da química inorgânica
Antes mesmo que a alquimia se tornasse um objeto de estudo, muitas reações químicas já eram 
utilizadas e seus produtos foram aplicados à vida cotidiana. Os primeiros metais utilizados foram 
provavelmente o ouro e o cobre, que podem ser encontrados em estado metálico na natureza. O 
cobre também pode ser formado facilmente pela redução da malaquita – carbonato básico de 
cobre, Cu2(CO3)(OH)2 – em fornos de carvão.
Prata, estanho, antimônio e chumbo também já são conhecidos desde 3000 a.C. O ferro 
surgiu na Grécia clássica e em outras localidades ao redor do mar Mediterrâneo por volta de 
1500 a.C. Aproximadamente na mesma época, vidros coloridos e esmaltes cerâmicos foram 
introduzidos, em grande parte compostos por dióxido de silício (SiO2, o principal componente 
da areia) e outros óxidos metálicos, que eram derretidos e resfriados, formando sólidos amorfos.
Mo
C60
PR3
PR3
F F
Pt
PR3
PR3
PtF
F F
F F
F
F F
FIGURA 1.8 o fulereno C60, 
um composto do fulereno, 
um nanotubo de carbono, 
grafeno, uma “peapod” (vagem) 
de carbono e um “fio” polieno 
conectando átomos de platina.
Miessler_miolo.indb 4 03/02/14 20:25
1.3 a história da química inorgânica | 5
No início dos primeiros séculos da era cristã, os alquimistas eram ativos na China, no Egito 
e em outros centros da civilização antiga. Embora muitos esforços tenham sido empreendidos em 
tentativas de “transmutar” metais em ouro, os alquimistas também descreveram muitas outras rea-
ções e processos químicos. Destilação, sublimação, cristalização e outras técnicas foram desen-
volvidas e usadas em seus estudos. Em razão das mudanças políticas e sociais da época, a alquimia 
se deslocou para o mundo árabe e mais tarde – entre os anos 1000 e 1500 d.C. – reapareceu na 
Europa. A pólvora já era usada nos fogos de artifício chineses em 1150 e a alquimia também se 
difundiu pela China e pela Índia na mesma época. Os alquimistas podem ser encontrados em 
relatos de arte, literatura e ciência até pelo menos 1600, período em que a química estava come-
çando a tomar a forma de uma ciência. Roger Bacon (1214–1294), reconhecido como um dos 
primeiros grandes cientistas experimentais, também escreveu extensivamente sobre a alquimia.
Por	volta	do	século	XVII,	os	ácidos	fortes	comuns	–	ácido	nítrico,	ácido	sulfúrico	e	ácido	
clorídrico – já eram conhecidos, e as descrições sistemáticas de sais comuns e de suas reações já 
estavam documentadas. À medida que as técnicas experimentais evoluíam, o estudo quantitativo 
das reações químicas e das propriedades dos gases tornava-se mais comum; pesos moleculares e 
atômicos eram determinados com maior precisão e colocavam-se as bases para o que mais tarde 
se tornaria a tabela periódica dos elementos. Por volta de 1869, os conceitos de átomos e molé-
culas já estavam bem estabelecidos, e foi possível para Mendeleev e Meyer proporem diferentes 
formas de tabelas periódicas. A Figura 1.9 ilustra a tabela periódica original de Mendeleev.I
A indústria química, que existe desde tempos muito antigos na forma de fábricas para a 
purificação de sais e para fundição e refino de metais, difundiu-se quando os métodos para 
o preparo de materiais relativamente puros tornaram-se comuns. Em 1896, Becquerel desco-
briu a radioatividade, e abriu-se outra linha de estudos. Estudos de partículas subatômicas, 
espectros e eletricidade levaram ao desenvolvimento da teoria atômica de Bohr em 1913, que 
logo foi modificada pela mecânica quântica de Schrödinger e Heisenberg em 1926 e 1927.
A química inorgânica, como um campo de estudo, foi extremamente importante durante os 
primeiros anos de exploração e desenvolvimento dos recursos minerais. Métodos de análise qua-
litativa foram desenvolvidos para ajudar a identificar os minerais e, combinados com os métodos 
quantitativos, para avaliar a sua pureza e valor. Conforme a Revolução Industrial progredia, a 
indústria	química	também	evoluiu.	No	início	do	século	XX,	era	comum	encontrar	fábricas	para	
a produção de grandes volumes de amônia, ácido nítrico, ácido sulfúrico, hidróxido de sódio e 
muitos outros produtos químicos inorgânicos.
I A tabela original foi publicada em Zeitschrift für Chemie, 1869, 12, 405. Pode ser encontrado em inglês, com uma 
página do artigo alemão, em web.lemoyne.edu/~giunta/mendeleev.html. Ver M. Laing, J. Chem. Educ., 2008, 85, 63 para 
ilustrações das várias versões da tabela periódica de Mendeleev, incluindo sua versão manuscrita de 1869.
FIGURA 1.9 tabela periódica 
de mendeleev de 1869. Dois 
anos mais tarde, mendeleev 
revisou sua tabela, tornando-a 
similar a uma tabela periódica 
moderna curta, com oito grupos 
ao todo.
Ti 50
V 51
Cr 52
Mn 53
Fe 56
Ni Co 59
Cu 63,4
Zn 65,2
? 68
? 70
As 75
Se 79,4
Br 80
Rb 85,4
Sr 87,6
Ce 92
La 94
Di 95
Th 118 ?
Zr 90
Nb 94
Mo 96
Rh 104,4
Ru 104,2
Pd 106,6
Ag 108
Cd 112
Ur 116
Sn 118
Sb 122
Te 128?
J 127
Cs 133
Ba 137
? 180
Ta 182
W 186
Pt 197,4
Ir 198
Os 199
Hg 200
 
Au 197?
 
Bi 210?
 
 
Tl 204
Pb 207
Mg 24
Al 27,4
Si 28
P 31
S 32
Cl 35,5
K 39
Ca 40
? 45
?Er 56
?Yt 60
?In 75,6
H 1
 
 
 
 
Li 7
Be 9,4
B 11
C 12
N 14
O 16
F 19
Na 23
Miessler_miolo.indb 5 03/02/14 20:25
6 1 | introdução à química inorgânica
Nos	primeiros	anos	do	século	XX,	Werner	e	Jørgensen	fizeram	progressos	consideráveis	
na compreensão da química de coordenação dos metais de transição e também descobriram 
uma série de compostos organometálicos. No entanto, a popularidade da química inorgânica 
como um campo de estudo diminuiu gradualmente durante a maior parte da primeira metade 
do século.
A necessidade de químicos inorgânicos para trabalharem em projetos militares durante a 
II Guerra Mundial revitalizou o interesse nesse campo. À medida que o trabalho era feito em mui-
tos projetos (um deles sendo o Projeto Manhattan, no qual os cientistas desenvolveram a bomba 
de fissão), novas áreas de pesquisa floresceram, e novas teorias foram propostas, estimulando 
ainda mais o trabalho experimental. Uma grande expansão da química inorgânica começou na 
década de 1940, provocada pelo entusiasmo e pelas ideias geradas durante a II Guerra Mundial.
Na década de 1950, um métodoinicial para descrever os espectros de íons metálicos, circun-
dados por íons carregados negativamente em cristais (teoria do campo cristalino),1 foi ampliado 
pelo uso da teoria de orbitais moleculares2 para desenvolver a teoria do campo ligante, para 
uso em compostos de coordenação, pela qual os íons metálicos são circundados por íons ou 
moléculas que doam pares de elétrons. Essa teoria deu uma visão mais completa das ligações 
encontradas nesses compostos. O campo se desenvolveu rapidamente em consequência desse 
quadro teórico, pela disponibilidade de novos instrumentos e pelo interesse que despertava pela 
química inorgânica.
Em 1955, Ziegler3 e Natta4 descobriram compostos organometálicos que poderiam cata-
lisar a polimerização do etileno em temperaturas e pressões mais baixas do que as do método 
industrial comum naquela época. Além disso, o polietileno formado era mais suscetível de ser 
composto por moléculas lineares, não ramificadas e, consequentemente, era mais forte e mais 
durável. Logo foram desenvolvidos outros catalisadores e seu estudo contribuiu para a rápida 
expansão da química dos organometálicos, ainda hoje uma área de rápido crescimento.
O estudo dos materiais biológicos contendo átomos metálicos também progrediu rapida-
mente. O desenvolvimento de novos métodos experimentais permitiu um estudo mais aprofun-
dado desses compostos, e o trabalho teórico relacionado estabeleceu as conexões com outras 
áreas de estudo. Tentativas de desenvolver compostos-modelo que tenham atividade química e 
biológica semelhante à dos compostos naturais também levaram ao surgimento de muitas técni-
cas novas de síntese. Duas das muitas moléculas biológicas que contêm metais são apresentadas 
na Figura 1.10. Embora estas moléculas tenham papéis muito diferentes, compartilham sistemas 
de anéis similares.
Uma área atual que estabelece uma conexão entre a química organometálica e a química 
bioinorgânica é a conversão de nitrogênio para amônia:
N2 + 3 H2 h 2 NH3
Essa reação representa um dos mais importantes processos industriais, com mais de 100 
milhões de toneladas de amônia sendo produzidas anualmente no mundo inteiro, principal-
mente para produção de fertilizantes. No entanto, apesar dos catalisadores de óxidos metálicos 
introduzidos no processo de Haber-Bosch, em 1913, e melhorados desde então, esta também é 
uma reação que requer temperaturas entre 350 °C e 550 °C e de 150-350 atm de pressão e que 
ainda	 assim	 resulta	 em	um	 rendimento	de	 apenas	15%	de	 amônia.	As	bactérias,	 no	 entanto,	
conseguem fixar nitrogênio (convertê-lo para amônia e, em seguida, para nitritos e nitratos) a 
0,8 atm, em temperatura ambiente, nos nódulos das raízes das leguminosas. A enzima nitroge-
nase que catalisa essa reação é uma complexa proteína que contém ferro-molibdênio-enxofre. 
A	estrutura	de	seus	sítios	ativos	foi	determinada	por	cristalografia	de	raios	X.5 Uma área de 
intensa pesquisa inorgânica moderna consiste em projetar as reações que possam ser realizadas 
em escala industrial e que modelam a reação da nitrogenase, para gerar amônia sob condições 
mais	brandas.	Estima­se	que	cerca	de	1%	do	consumo	total	de	energia	do	mundo	seja	utilizado	
atualmente para o processo de Haber-Bosch.
A química inorgânica também tem aplicações médicas. Notável nesta área é o desenvol-
vimento de agentes antitumorais contendo platina, sendo o primeiro deles o isômero cis da 
cisplatina – cis-Pt(NH3)2Cl2. Primeiramente aprovada para uso clínico há cerca de trinta anos, 
a cisplatina tem servido como protótipo para uma variedade de agentes anticancerígenos; por 
Miessler_miolo.indb 6 03/02/14 20:25
1.4 perspectiva | 7
exemplo, a satraplatina, a primeira droga anticancerígena com platina para administração por 
via oral disponível que alcançou a fase de ensaios clínicos.II Esses dois compostos estão repre-
sentados na Figura 1.11.
1.4 Perspectiva
A primeira edição da revista Inorganic ChemistryIII foi publicada em fevereiro de 1962. A revista 
enfocou principalmente o problema da química de coordenação clássica, com mais da metade 
de seus trabalhos de pesquisa versando sobre a síntese de compostos de coordenação e suas 
estruturas e propriedades. Alguns dos artigos tratavam de compostos com não metais e sobre a 
química de organometálicos – na época, um campo relativamente novo; vários textos tratavam 
de termodinâmica ou espectroscopia. Todos estes temas desenvolveram-se consideravelmente 
nos cinquenta anos subsequentes, mas grande parte da evolução da química inorgânica ocorreu 
em áreas sequer imaginadas em 1962.
A publicação em 1962 da primeira edição do célebre texto de F. A. Cotton e G. Wilkinson 
denominado Advanced Inorganic Chemistry6 é considerada um conveniente ponto de referência 
para a situação da química inorgânica naquela época. Por exemplo, esse texto citava apenas as 
duas formas do carbono conhecidas de longa data, diamante e grafite, embora fizesse menção 
a “formas amorfas” atribuídas à grafite microcristalina. Mas apenas duas décadas mais tarde 
que a química do carbono explodiria com a célebre descoberta do C60 em 1985, por Kroto, Curl, 
Smalley et al.,7 seguido por outros fulerenos e nanotubos, grafenos e outras formas de carbono 
(Figura 1.8) com potencial para ter grande impacto sobre a eletrônica, a ciência dos materiais, 
a medicina e outros domínios da ciência e tecnologia.
Como outro exemplo, no início de 1962, os elementos de hélio a radônio eram apelidados 
comumente de gases “inertes”, pois se acreditava que “não formariam compostos quimicamente 
ligados” por causa da estabilidade de sua configuração eletrônica. Mais tarde no mesmo ano, 
Bartlett relatou as primeiras reações químicas do xenônio com PtF6, lançando a química sintética 
CH3
CH3
CH2
H2NOC
CH2
H3C
CH2
CONH2
CH2CH2
CH2
CH3
NH2
OH OH
CH2CH2CONH2
CH2CONH2
CH2CH2CONH2
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
H
H
H
H
O
H
H3C
CH2OH
CH
CH
CO
CH2
CH2
NH CH3
N
N
N
N
Co
N
N N
NNH
H
N
O
O
O
O
O
P
HO
H
CH2
CH2
COOC20H39
(b)(a)
CH2
Mg
CH3
CH3
C O
CH2CH3
H3C
H3C
CHHC
C
H
C
COOCH3
HC
H HH
H
CONH2
H
H
N
N
NN
FIGURA 1.10 moléculas bioló-
gicas contendo íons metálicos. 
(a) Clorofila, o agente ativo na 
fotossíntese. (b) Coenzima da 
vitamina B12, um composto 
organometálico de ocorrência 
natural.
II Para uma revisão sobre os modos de interação da cisplatina e drogas relacionadas, consulte P. C. A. Bruijnincx, P. J. 
Sadler, Curr. Opin. Chem. Bio., 2008, 12, 197 e F. Arnesano, G. Natile, Coord. Chem. Rev., 2009, 253, 2070. 
III Os autores desse número de Química inorgânica eram um grupo distinto, incluindo cinco pesquisadores que recebe-
ram a Medalha Priestley, a mais alta honraria conferida pela American Chemical Society, e Henry Taube, que recebeu o 
Nobel em 1983.
Cl
O
O
C
C
O
O
Cl
NH3
NH3
NH3
Pt
N
H2
CH3
CH3
Cl
Cl
Pt
Cl
O
O
C
C
O
O
Cl
NH3
NH3
NH3
Pt
N
H2
CH3
CH3
Cl
Cl
Pt
FIGURA 1.11 Cisplatina e 
satraplatina.
Miessler_miolo.indb 7 03/02/14 20:25
8 1 | introdução à química inorgânica
dos elementos agora renomeados como gases “nobres”, especialmente o xenônio e o criptônio;8 
e numerosos compostos destes elementos foram preparados nas décadas seguintes.
Inúmeros complexos de platina quadrada planar eram conhecidos em 1962; a química dos 
compostos de platina já estava em desenvolvimento há mais de um século. No entanto, não ficou 
conhecido até o trabalho de Rosenberg no final da década de 1960 que um desses compostos, a 
cis-Pt(NH3)2Cl2 (cisplatina, Figura 1.11), tinha uma atividade anticancerígena.
9 Os agentes anti-
tumorais contendo platina e outros metais de transição tornaram-se posteriormente importantes 
ferramentas em tratamentos para muitos tipos de câncer.10
Aquela primeira edição da revista Inorganic Chemistry continha apenas 188 páginas, e a 
revista era publicada trimestralmente, exclusivamente em papel. Pesquisadores de somente qua-
tro	países	estavam	representados,	mais	de	90%	deles	dos	Estados	Unidos,os	outros	da	Europa.	
Atualmente, a Inorganic Chemistry tem em média 550 páginas por edição, sendo publicada 24 
vezes ao ano e torna conhecidas (eletronicamente) pesquisas realizadas amplamente em todo o 
mundo. O crescimento e a diversidade das pesquisas publicadas na Inorganic Chemistry desen-
volveram-se paralelamente a uma grande variedade de outras revistas que publicam artigos sobre 
campos relacionados e sobre química inorgânica. 
No prefácio à primeira edição da Advanced Inorganic Chemistry, Cotton e Wilkinson afir-
maram: “Nos últimos anos, a química inorgânica tem experimentado um renascimento impres-
sionante.” Esse renascimento não mostra sinais de esmorecimento.
Com este breve estudo do maravilhosamente complexo campo da química inorgânica, pas-
saremos agora aos detalhes, no restante deste livro. Os tópicos incluídos fornecem uma ampla 
introdução ao campo. No entanto, mesmo um exame superficial de uma biblioteca de química 
ou das muitas revistas científicas sobre química inorgânica revela alguns aspectos importantes 
da química inorgânica que devem ser omitidos em um livro de extensão moderada. As referên-
cias citadas neste texto apontam para recursos a um estudo mais aprofundado, incluindo fontes 
históricas, textos e obras de referência que fornecem material adicional bastante útil.
Referências
 1. H. A. Bethe, Ann. Physik, 1929, 3, 133.
 2. J. S. Griffith, L. E. Orgel, Q. Rev. Chem. Soc., 1957, XI, 381.
 3. K. Ziegler, E. Holzkamp, H. Breil, H. Martin, Angew. Chem., 
1955, 67, 541.
 4. G. Natta, J. Polym. Sci., 1955, 16, 143.
 5. M. K. Chan, J. Kin, D. C. Rees, Science, 1993, 260, 792.
 6. F. A. Cotton, G. Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry, 
Interscience, John Wiley & Sons, 1962.
 7. H. W, Kroto, J. R. Heath, S. C. O’Brien, R. F. Curl, R. E. Sm-
alley, Nature (London), 1985, 318, 162.
 8. N. Bartlett, D. H. Lohmann, Proc. Chem. Soc., 1962, 115; N. 
Bartlett, Proc. Chem. Soc., 1962, 218.
 9. B. Rosenberg, L. VanCamp, J. E. Trosko, V. H. Mansour, 
Nature, 1969, 222, 385.
 10. C. G. Hartinger, N. Metzler-Nolte, P. J. Dyson, 
 Organometallics, 2012, 31, 5677 and P. C. A. Bruijnincx, 
P. J. Sadler, Adv. Inorg. Chem., 2009, 61, 1; 
G. N.  Kaluderovi ́c, R. Paschke, Curr. Med. Chem., 
2011, 18, 4738.
Referências gerais
Para aqueles interessados no histórico de desenvolvimento da quí-
mica inorgânica focado nos compostos de coordenação de metais 
durante o período de 1798–1935, cópias de artigos de pesquisa de-
cisivos, incluindo traduções, são apresentados na compilação de três 
volumes Classics in Coordination Chemistry, de G. B. Kauffman, 
ed., Dover Publications, N.Y. 1968, 1976, 1978. Entre os muitos 
trabalhos de referência gerais disponíveis, três dos mais aplicáveis 
e completos são N. N. Greenwood e A. Earnshaw’s Chemistry of 
the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, 1997; F. A. 
Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo e M. Bochman’s Advanced In-
organic Chemistry, 6th ed., John Wiley & Sons, New York, 1999; 
e A. F. Wells’s Structural Inorganic Chemistry, 5th  ed., Oxford 
University Press, New York, 1984. Um estudo interessante das rea-
ções inorgânicas sob uma perspectiva diferente pode ser encontrado 
em G. Wulfsberg’s Principles of Descriptive Inorganic Chemistry, 
Brooks/Cole, Belmont, CA, 1987. 
Miessler_miolo.indb 8 03/02/14 20:25
	Cover
	Sumário
	Prefácio
	Capítulo 1 Introdução à química inorgânica
	1.1 O que é química inorgânica?
	1.2 Contrastes com a química orgânica
	1.3 A história da química inorgânica
	1.4 Perspectiva
	Capítulo 2 Estrutura atômica
	2.1 Desenvolvimento histórico da teoria atômica
	2.1.1 A tabela periódica
	2.1.2 Descoberta das partículas subatômicas e o átomo de Bohr
	2.2 A equação de Schrödinger
	2.2.1 A partícula em uma caixa
	2.2.2 Números quânticos e funções de onda atômicas
	2.2.3 O princípio de Aufbau
	2.2.4 Blindagem
	2.3 Propriedades periódicas dos átomos
	2.3.1 Energia de ionização
	2.3.2 Afinidade eletrônica
	2.3.3 Raios covalentes e iônicos
	Capítulo 3 Teoria das ligações
	3.1 Diagramas de elétron-ponto de Lewis
	3.1.1 Ressonância
	3.1.2 Expansão da regra do octeto
	3.1.3 Carga formal
	3.1.4 Ligações múltiplas em compostos de Be e B
	3.2 Repulsão do par de elétrons da camada de valência
	3.2.1 Repulsão do par isolado
	3.2.2 Ligações múltiplas
	3.2.3 Efeitos da eletronegatividade e do tamanho atômico
	3.2.4 Empacotamento do ligante próximo
	3.3 Polaridade molecular
	3.4 Ligação com hidrogênio
	Capítulo 4 Simetria e teoria de grupo
	4.1 Elementos e operações de simetria
	4.2 Grupos de pontos
	4.2.1 Grupos de baixa e alta simetrias
	4.2.2 Outros grupos
	4.3 Propriedades e representações de grupos
	4.3.1 Matrizes
	4.3.2 Representações de grupos de pontos
	4.3.3 Tabelas de caracteres
	4.4 Exemplos e aplicações de simetria
	4.4.1 Quiralidade
	4.4.2 Vibrações moleculares
	Capítulo 5 Orbitais moleculares
	5.1 Formação de orbitais moleculares a partir de orbitais atômicos
	5.1.1 Orbitais moleculares de orbitais s
	5.1.2 Orbitais moleculares de orbitais p
	5.1.3 Orbitais moleculares de orbitais d
	5.1.4 Orbitais não ligantes e outros fatores
	5.2 Moléculas diatômicas homonucleares
	5.2.1 Orbitais moleculares
	5.2.2 Hibridização de orbitais
	5.2.3 Moléculas diatômicas dos primeiros e segundos períodos
	5.2.4 Espectroscopia fotoelétrica
	5.3 Moléculas diatômicas heteronucleares
	5.3.1 Ligações polares
	5.3.2 Compostos iônicos e orbitais moleculares
	5.4 Orbitais moleculares para moléculas maiores
	5.4.1 FHF-
	5.4.2 CO2
	5.4.3 H2O
	5.4.4 NH3
	5.4.5 CO2 revisitado com operadores projeção
	5.4.6 BF3
	5.4.7 Orbitais híbridos
	Capítulo 6 Química ácido-base e doadora-aceptora
	6.1 Modelos ácido-base como conceitos organizadores
	6.1.1 Histórico dos modelos de ácidos-bases
	6.2 Conceito de Arrenhius
	6.3 Conceito de Brønsted-Lowry
	6.3.1 Solventes não aquosos e força ácido-base
	6.3.2 Superácidos de Brønsted–Lowry
	6.3.3 Medidas termodinâmicas em solução
	6.3.4 Acidez e basicidade de Brønsted-Lowry em fase gasosa
	6.3.5 Superbases de Brønsted-Lowry
	6.3.6 Tendências na basicidade de Brønsted-Lowry
	6.3.7 Força ácida de Brønsted-Lowry de compostos binários de hidrogênio
	6.3.8 Força dos oxiácidos de Brønsted-Lowry
	6.3.9 Acidez de Brønsted-Lowry dos cátions aquosos
	6.4 Conceito de ácido-base de Lewis e orbitais de fronteira
	6.4.1 Orbitais de fronteira e reações ácido-base
	6.4.2 Suporte espectroscópico para as interações de orbitais de fronteira
	6.4.3 Quantificação da basicidade de Lewis
	6.4.4 A escala de afinidade do BF3 para a basicidade de Lewis
	6.4.5 Ligações halogênicas
	6.4.6 Efeitos indutivos na acidez e na basicidade de Lewis
	6.4.7 Efeitos estéricos sobre a acidez e a basicidade de Lewis
	6.4.8 Pares de Lewis obstruídos
	6.5 Forças intermoleculares
	6.5.1 Ligações de hidrogênio
	6.5.2 Interações receptor-substrato
	6.6 Ácidos e bases duros e moles
	6.6.1 Teoria dos ácidos e bases duros e moles
	6.6.2 Medidas quantitativas de ácidos e bases duros e moles
	Capítulo 7 Estado sólido cristalino
	7.1 Fórmulas e estruturas
	7.1.1 Estruturas simples
	7.1.2 Estruturas de compostos binários
	7.1.3 Compostos mais complexos
	7.1.4 Relação de raio
	7.2 Termodinâmica da formação de cristais iônicos
	7.2.1 Energia de rede e a constante de Madelung
	7.2.2 Solubilidade, tamanho do íon e conceito de ácidos e bases duros e moles
	7.3 Orbitais moleculares e estrutura da banda
	7.3.1 Diodos, o efeito fotovoltaico e os diodos emissores de luz
	7.3.2 Pontos quânticos
	7.4 Supercondutividade
	7.4.1 Ligas supercondutoras de baixa temperatura
	7.4.2 A teoria da supercondutividade (pares de Cooper)
	7.4.3 Supercondutores de alta temperatura: YBa2Cu3O7 e compostos relacionados
	7.5 Ligação em cristais iônicos
	7.6 Imperfeições em sólidos
	7.7 Silicatos
	Capítulo 8 Química dos elementos do grupo representativo
	8.1 Tendências gerais na química do grupo representativo
	8.1.1 Propriedades físicas
	8.1.2 Eletronegatividade
	8.1.3 Energia de ionização
	8.1.4 Propriedades químicas
	8.2 Hidrogênio
	8.2.1Propriedades químicas
	8.3 Grupo 1: os metais alcalinos
	8.3.1 Os elementos
	8.3.2 Propriedades químicas
	8.4 Grupo 2: os alcalino-terrosos
	8.4.1 Os elementos
	8.4.2 Propriedades químicas
	8.5 Grupo 13
	8.5.1 Os elementos
	8.5.2 Outra química dos elementos do Grupo 13
	8.6 Grupo 14
	8.6.1 Os elementos
	8.6.2 Compostos
	8.7 Grupo 15
	8.7.1 Os elementos
	8.7.2 Compostos
	8.8 Grupo 16
	8.8.1 Os elementos
	8.9 Grupo 17: os halogênios
	8.9.1 Os elementos
	8.10 Grupo 18: os gases nobres
	8.10.1 Os elementos
	8.10.2 Química dos elementos do Grupo 18
	Capítulo 9 Química de coordenação I: estruturas e isômeros
	9.1 História
	9.2 Nomenclatura
	9.3 Isomerismo
	9.3.1 Estereoisômeros
	9.3.2 Complexos tetracoordenados
	9.3.3 Quiralidade
	9.3.4 Complexos hexacoordenados
	9.3.5 Combinações de anéis quelatos
	9.3.6 Conformação do anel ligante
	9.3.7 Isômeros constitucionais
	9.3.8 Separação e identificação de isômeros
	9.4 Números de coordenação e estruturas
	9.4.1 Números de coordenação 1, 2 e 3
	9.4.2 Número de coordenação 4
	9.4.3 Número de coordenação 5
	9.4.4 Número de coordenação 6
	9.4.5 Número de coordenação 7
	9.4.6 Número de coordenação 8
	9.4.7 Números de coordenação maiores
	9.5 Estruturas de coordenação
	Capítulo 10 Química de coordenação II: ligações
	10.1 Evidências para as estruturas eletrônicas
	10.1.1 Dados termodinâmicos
	10.1.2 Suscetibilidade magnética
	10.1.3 Espectros eletrônicos
	10.1.4 Números de coordenação e formas moleculares
	10.2 Teorias da ligação
	10.2.1 Teoria do campo cristalino
	10.3 Teoria do campo ligante
	10.3.1 Orbitais moleculares para complexos octaédricos
	10.3.2 Divisão de orbital e spin eletrônico
	10.3.3 Energias de estabilização do campo ligante
	10.3.4 Complexos quadrado-planares
	10.3.5 Complexos tetraédricos
	10.4 Sobreposição angular
	10.4.1 Interações doador-σ
	10.4.2 Interações aceptor-π
	10.4.3 Interações doador-π
	10.4.4 A série espectroquímica
	10.4.5 Magnitudes de eσ, eπ e Δ
	10.4.6 Uma série magnetoquímica
	10.5 O efeito Jahn-Teller
	10.6 Preferências de tetra e hexacoordenadas
	10.7 Outros formatos
	Capítulo 11 Química de coordenação III: espectros eletrônicos
	11.1 Absorção da luz
	11.1.1 Lei de absorção de Beer-Lambert
	11.2 Números quânticos de átomos multieletrônicos
	11.2.1 Acoplamento spin-órbita
	11.3 Espectros eletrônicos de compostos de coordenação
	11.3.1 Regras de seleção
	11.3.2 Diagramas de correlação
	11.3.3 Diagramas de Tanabe-Sugano
	11.3.4 Espectros e distorções de Jahn-Teller
	11.3.5 Aplicações dos diagramas de Tanabe-Sugano
	11.3.6 Complexos tetraédricos
	11.3.7 Espectros de transferência de carga
	11.3.8 Aplicações da transferência de carga e de energia
	Capítulo 12 Química de coordenação IV: reações e mecanismos
	12.1 Fundamentos
	12.2 Reações de substituição
	12.2.1 Compostos lábeis e inertes
	12.2.2 Mecanismos de substituição
	12.3 Consequências cinéticas das vias de reação
	12.3.1 Dissociação (D)
	12.3.2 Troca (I)
	12.3.3 Associação (A)
	12.3.4 Complexos de pré-associação
	12.4 Evidências experimentais na substituição octaédrica
	12.4.1 Dissociação
	12.4.2 Relações lineares de energia livre
	12.4.3 Mecanismos associativos
	12.4.4 O mecanismo de base conjugada
	12.4.5 O efeito quelato cinético
	12.5 Estereoquímica das reações
	12.5.1 Substituição em complexos trans
	12.5.2 Substituição em complexos cis
	12.5.3 Isomerização de anéis quelatos
	12.6 Reações de substituição de complexos quadrado­planares
	12.6.1 Cinética e estereoquímica das substituições quadrado-planares
	12.6.2 Evidências para reações associativas
	12.7 O efeito trans
	12.7.1 Explicações sobre o efeito trans
	12.8 Reações de oxirredução
	12.8.1 Reações de esfera interna e de esfera externa
	12.8.2 Condições para altos e baixos números de oxidação
	12.9 Reações de ligantes coordenados
	12.9.1 Hidrólise de ésteres, amidas e peptídeos
	12.9.2 Reações modelo
	12.9.3 Substituição eletrófila
	Capítulo 13 Química de organometálicos
	13.1 Fundamento histórico
	13.2 Ligantes orgânicos e nomenclatura
	13.3 A regra dos 18 elétrons
	13.3.1 Contagem de elétrons
	13.3.2 Por que 18 elétrons?
	13.3.3 Complexos quadrado-planares
	13.4 Ligantes em química de organometálicos
	13.4.1 Complexos carbonílicos (CO)
	13.4.2 Ligantes semelhantes ao CO
	13.4.3 Complexos hidreto e di-hidrogênio
	13.4.4 Ligantes tendo sistemas π estendidos
	13.5 Ligação entre átomos metálicos e sistemas p orgânicos
	13.5.1 Sistemas π lineares
	13.5.2 Sistemas π cíclicos
	13.5.3 Complexos fulereno
	13.6 Complexos contendo ligações M–C, M=C e M≡C
	13.6.1 Alquila e complexos relacionados
	13.6.2 Complexos carbeno
	13.6.3 Complexos carbino (alquilidino)
	13.6.4 Complexos carbeto e cumuleno
	13.6.5 Fios de carbono: pontes poli-ino e polieno
	13.7 Método de classificação de ligações covalentes
	13.8 Análise espectral e caracterização de complexos organometálicos
	13.8.1 Espectros infravermelhos
	13.8.2 Espectros de RMN
	13.8.3 Exemplos de caracterização
	Capítulo 14 Reações organometálicas e catálise
	14.1 Reações envolvendo ganho ou perda de ligantes
	14.1.1 Dissociação e substituição do ligante
	14.1.2 Adição oxidativa e ativação da ligação C–H
	14.1.3 Eliminação redutiva e acoplamento cruzado catalisado por Pd
	14.1.4 Metátese da ligação σ
	14.1.5 Aplicação de ligantes tipo pinça
	14.2 Reações envolvendo modificação de ligantes
	14.2.1 Inserção
	14.2.2 Inserção de carbonila (migração de alquila)
	14.2.3 Exemplos de inserções 1,2
	14.2.4 Eliminação de hidreto
	14.2.5 Abstração
	14.3 Catalisadores organometálicos
	14.3.1 Deuteração catalítica
	14.3.2 Hidroformilação
	14.3.3 Processo de ácido acético tipo Monsanto
	14.3.4 Processo Wacker (Smidt)
	14.3.5 Hidrogenação por catalisador de Wilkinson
	14.3.6 Metátese da olefina
	14.4 Catalisadores heterogêneos
	14.4.1 Polimerizações de Ziegler-Natta
	14.4.2 Reação água-gás
	Capítulo 15 Comparação entre o grupo dos elementos representativos e a química organometálica
	15.1 O grupo dos elementos representativos em comparação com os complexos binários carbonila
	15.2 A analogia isolobal
	15.2.1 Extensões da analogia
	15.2.2 Exemplos de aplicações da analogia
	15.3 Ligações metal-metal
	15.3.1 Múltiplas ligações metal-metal
	15.4 Clusters compostos
	15.4.1 Boranos
	15.4.2 Heteroboranos
	15.4.3 Metaloboranos e metalocarboranos
	15.4.4 Clusters carbonila
	15.4.5 Clusters carbono-centrados
	15.4.6 Comentários adicionais sobre os clusters