Química Inorgânica III – Compostos de Coordenação – MFPO • Sabemos que os ácidos de Lewis são receptores de pares de elétrons.
• Complexos de coordenação: compostos metálicos formados através de interações ácido-base de Lewis.
• Complexos: têm um íon metálico (pode ser no estado de oxidação zero) ligado a um número de ligantes. Íons complexos são carregados. Exemplo, [Ag(NH3)2]+.
• Ligantes são bases de Lewis.
Os colchetes envolvem o íon metálico e os ligantes
LIGANTES MONODENTADOS – o ligante é ligado ao íon metálico em um só ponto por doação de um par de elétrons ao metal.
Tabela -Ligantes Monodentados Comuns
Ligante Fórmula Nome
íon fluoreto :F- fluoro
íon cloreto :Cl- cloro
íon nitrito :NO2- ou :ONO- nitro ou nitrito
íon carbonato :OCO22- carbonato
íon cianeto :CN- ciano
íon tiocianato :SCN- ou :NCS- tiocianato ou isotiocianato
íon hidróxido :OH- hidroxo
água :OH2 aqua
amônia :NH3 amin
monóxido de carbono :CO carbonil
LIGANTES BIDENTADOS – quando a molécula ou ligante tem dois átomos cada um deles com um par de elétrons, podendo formar duas ligações coordenadas com o mesmo íon metálico.
LIGANTES POLIDENTADOS OU MULTIDENTADOS – o ligante contém mais de dois átomos coordenadores por molécula.
EFEITO QUELATO
Quelato – é formado quando um íon metálico se coordena com dois (ou mais) grupos doadores de um único ligante para formar um anel heterocíclico de cinco ou seis membros.
O efeito quelante é a habilidade de ligantes multidentados de formar complexos metálicos mais estáveis que os formados por ligantes monodentados similares.
[Ni(H2O)6]2+(aq) + 6NH3 [Ni(NH3)6]2+(aq) + 6H2O(l) Kf = 4 108
[Ni(H2O)6]2+(aq) + 3en [Ni(en)3]2+(aq) + 6H2O(l) Kf = 2 1018
• Agentes seqüestradores são agentes quelantes que são usados para a remoção de íons metálicos não necessários.
• Na medicina, os agentes seqüestradores são usados para a remoção seletiva de íons metálicos tóxicos (por exemplo, Hg2+ e Pb2+), enquanto os metais biologicamente importantes são deixados.
METAIS E QUELATOS NOS SISTEMAS VIVOS: MIOGLOBINA Muitos quelantes naturais são desenvolvidos em
torno da molécula de porfirina.
Depois que os dois átomos de H são perdidos, a porfirina é um ligante tetradentado.
Porfirinas: complexos metálicos derivados da porfirina.
Duas importantes porfirinas são o heme (Fe2+
) e a clorofila (Mg2+).
A mioglobina é proteína contendo uma unidade heme, que armazena o oxigênio em células.
METAIS E QUELATOS NOS SISTEMAS VIVOS: CLOROFILA A fotossíntese é a conversão do CO2 e água em glicose
e oxigênio nos vegetais na presença de luz. Um mol de açucar necessita de 48 mol de fótons. A clorofila absorve luz vermelha e azul e é de cor
verde.
NOMENCLATURA
O método sistemático de denominação desses compostos, a nomenclatura dos compostos, deve proporcionar a informação fundamental sobre a estrutura do composto de coordenação. Qual o metal no complexo? O átomo do metal está no cátion ou no ânion? Qual o estado de oxidação do metal? Quais são os ligantes? As respostas a essas perguntas se têm pelas regras da IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). São regras que, na essência, generalizam as originalmente propostas por Werner.
As fórmulas dos compostos de coordenação constituem o meio mais simples de se designar a composição dos complexos. Tais fórmulas também são freqüentemente empregadas para mostrar detalhes estruturais ou aspectos de interesse comparativo, devendo ser escrita da maneira mais conveniente possível. Nos casos gerais a seguinte ordem é recomendada:
Principais Regras:
1- Nome do ânion antecede o do cátion.
2- Ao escrever o nome do complexo, os ligantes são citados em ordem alfabética, qualquer que seja sua carga (seguidos pelo nome do metal).
3- A fórmula dos íons complexos deve ser escrita entre colchetes. O metal deve aparecer primeiro, seguido dos grupos a ele coordenados na seguinte ordem: ligantes negativos, ligantes neutros, ligantes positivos (e em ordem alfabética, conforme o 1o símbolo de cada grupo).
a) Os nomes de ligantes negativos terminam em –o, por exemplo:
F- fluoro H- hidreto C2O42- oxalato NO2- nitro
Cl- cloro OH- hidroxo HS- mercapto ONO- nitrito Br- bromo O2- oxo S2- tio SCN- tiocianato I- iodo O22- peroxo CN- ciano NCS- isotiocianato
SO42- sulfato
b) Grupos neutros não apresentam sufixos especiais: Benzeno C6H6
Etilenodiamina ou 1,2-diaminoetano NH2CH2CH2NH2 en
Bipiridina byp ou bipy 1,10-fenantrolina phen Metilamina CH3NH2
Existem exceções: Amônia - NH3 - amin
Monóxido de carbono - CO - carbonil Água - H2O - aqua CS tiocarbonil NS tionitrosil NO nitrosil N2 dinitrogênio O2 dioxigênio
c) Grupos positivos terminam em –io, por exemplo: H2N-NH2+ hidrazinio
4- Quando há vários ligantes iguais normalmente são usados os prefixos: di, tri, tetra, penta, hexa para indicar o número de ligantes de cada tipo.
Ocorre uma exceção quando o nome do ligante incluir um número neste caso usamos: Bis(2) tris(3) tetraquis(4) petaquis(5) etc
Exemplo: 3 ligantes etilenodiamina: tris(etilenodiamina)
5- O estado de oxidação do átomo central é indicado por numeral romano entre parênteses, imediatamente após o nome do metal (isto é, sem espaço, como em titânio(III)).
6- A identificação do átomo se faz pelo nome do metal (complexos neutros ou catiônicos) ou pelo do metal com a terminação ato no caso de complexos aniônicos, na terminologia usual. Por exemplo:
Nome português Origem do nome Nome do ânion
Alumínio Alúmen Aluminato
Chumbo Do latim Plumbum Plumbato
Cobalto Do alemão Kobald, espírito mau, do grego kobalos, gnomo Cobaltato
Cobre Do latim Cuprum, de Chipre Cuprato
Crómio Do grego, choma, cor Cromato
Estanho Do latim Stannum Estanato
Ferro Ferrum Ferrato
Manganês Do grego e do latim magnes, imã Manganato
Molibdénio Do grego molybdos, chumbo Molibdato
Níquel Do alemão Nickel, o demônio, Satan Niquelato
Ouro Do latim, Aurum Aurato
Prata Do latim Argentum, do espanhol plata Argentato Tungsténio Do sueco tung + sten, pedra pesada Tungstato
Zinco Do anglo-saxão zinc Zincato
Exemplos:
Ânion complexo: Li[AlH4] tetra(hidreto)aluminato(III) de lítio
Exercícios:
1- Nomenclatura de compostos de coordenação dada a formula estrutural: a) [Pt Cl2 (NH3)4]Cl2
b) [Pt Cl2 (NH3)2]
c) K2[PtCl6]
2- Fórmula Estrutural do complexo a partir do nome sistemático: a) cloreto de hexaquaferro(II)
b) tetrafluoroargentato(III) de potássio c) íon pentaclorotitanato(II)
3- Considere o íon complexo [CrCl2(C2O4)(NH3)2]-:
a. Qual o estado de oxidação do átomo do metal? b. Dê a fórmula e o nome de cada ligante no íon. c. Qual o número de coordenação do átomo do metal?
d. Qual seria a carga do complexo se todos os ligantes fossem íons cloreto?
4- Determine o número de oxidação e o número de coordenação de cada elemento de transição em cada complexo seguinte:
a) K2[Ni(CN)4] b) [Mo(en)3]3+ c) [Cr(C2O4)3]3- d) [Co(NO2)(NH3)5]Cl2
e) [Au(CN)4]- f) [Co(NH3)4(H2O)2]Cl3 g) [Au(en)2]Cl3 h) [Cr(C2O4) (en)2]+ 5- Dê o nome sistemático dos seguintes compostos de coordenação:
a) K3[FeF6] c) (NH4)2[FeF5(H2O)] e) [Fe(CO)5] g) [Cr SO4 (NH3)4]Cl
b) [Cu(NH3)2(H2O)2]2+ d) [Ag(CN)2]- f) [Rh(CN)2(en)2]+ h) [Co(NO2)2(en)2]Cl
6- Dê a fórmula estrutural de cada composto seguinte:
a) hexacianomanganato(III) de potássio b) nitrato de tetramindiclorocobalto(III) c) tetracianozincato(II) de sódio d) tetraclorocuprato(II) de hexamincromo(III)
BIBLIOGRAFIA
Ferreira, A.M.C.; Toma, H.E. & Massabni, A.; "Nomenclatura de Compostos de Coordenação: Uma Proposta Simplificada"; Química Nova 7, 9-15 (1984).
LEMAY JR., H. Eugene et al. Química: a ciência central. Tradução de Robson Mendes Matos. 9. ed. São Paulo: Pearson Education, 2010. 972 p., il. color. ISBN 8587918427
ATKINS, Peter; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Tradução de Ricardo Bicca de Alencastro. 3. ed. Porto Alegre, RS: Bookman, 2007. 965 p., il. color. ISBN 8573077395.
