QUÍMICA DOS ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO. Nomenclatura de Compostos de Coordenação. Nível: Graduação Professor Julio Lemos de Macedo

UnB - Universidade de Brasília

Instituto de Química - Laboratório de CatáliseU n i v e r s i d a d e d e B r a s í l i a - I n s t i t u t o d e Q u í m i c a UnB - Universidade de Brasília_{Instituto de Química - Laboratório de Catálise}

Nível: Graduação

Professor Julio Lemos de Macedo

QUÍMICA DOS ELEMENTOS DE TRANSIÇÃO

Nomenclatura de Compostos de

Coordenação

Introdução



_{Nessa aula vamos ver as definições e regras de}

nomenclatura para os compostos de coordenação.



_{As definições serão usadas para desenvolver as regras}

de escrita dos nomes e fórmulas dos compostos de

coordenação.



_{As regras permitirão que a composição dos}

compostos de coordenação sejam descritas do modo

mais inequívoco possível.



_{Os nomes e fórmulas fornecerão informações sobre o}

átomo central, os ligantes coordenados a ele e a

carga total da estrutura.



_{Descritores adicionais poderão ser introduzidos como}

Definições



_{Valência primária: estado de oxidação do elemento.}



_{Valência secundária: número de coordenação do}

elemento.

[Co(NH

)

]Cl

valência primária (contra-íon)

valência secundária moléculas ou íons ligados



_{Carga dos complexos:}

 _{É a soma do estado de oxidação do metal central e das}

cargas dos ligantes.

[Co(NH

)

]

moléculas neutras

Complexo catiônico

[PtCl

(NH

)

]

+2 + [2 x (-1) + 2 x (0)] = 0

[PtCl

]

+4 + 6 x (-1) = -2



_{Entidade de coordenação: composto que contém um}

átomo ou íon central (geralmente um metal) rodeado

por um grupo de íons ou moléculas (ligantes).



_{Composto de coordenação: composto que contém}

uma entidade de coordenação.



_{Átomo central: átomo ou íon coordenado aos ligantes}

que ocupa uma posição central no composto de

coordenação.



_{Ligantes: íons ou moléculas doadoras}

s

_com

tendência de intermediária a forte de ser doador ou

receptor

p

.



_{Ligação coordenada (dativa ou doador-receptor):}

 _{Numa ligação covalente típica, cada átomo contribui com um}

elétron para ligação formada.

H

H

H

H C

◦ Numa ligação coordenada ambos os elétrons são de apenas um átomo ou molécula.

◦ O átomo ou molécula que fornece os elétrons é conhecida como doador. O átomo que aceita os elétrons é um receptor ou aceptor.

•

Ag

_{= receptor de elétrons (ácido de Lewis).}



_{Poliedro de coordenação: polígono formado pelos}

ligantes diretamente coordenados ao átomo central.

octaedro quadrado tetraedro planar



Número de coordenação: é definido pelo número de

[Co(NH

)

]Cl

composto de coordenação

átomo central ligantes

octaedro = poliedro de coordenação

número de coordenação = seis contra-íon entidade de coordenação

Ligantes



_{O ligante pode ser:}

 _{Monodentado: ligado ao átomo central apenas por um}

átomo.

[Co(NH₃)₆]3+

[Mn(H₂O)₆]2+ [NiCl₄]

2-[Cu(OH)₄]

 Multidentado (quelato): ligado ao átomo central por mais de

um átomo na molécula.

 _{bidentado: 2 átomos da molécula ligados.}  _{tridentado: 3 átomos da molécula ligados.}  _{tetradentado: 4 átomos da molécula ligados.}  pentadentado: 5 átomos da molécula ligados.

Complexos com Ligantes Bidentados

Complexos com Ligantes Bidentados

acetilacetona _{acetilacetonato}

dietilenotriamina _terpiridil

Complexos com Ligantes Tetradentados

Complexos com Ligantes Multidentados

Complexos com Ligantes Ambidentados

◦ Ligante ambidentado: pode se coordenar ao íon metálico em mais de uma forma, pois apresenta mais de um potencial átomo doador.

Complexos com Ligantes Ambidentados

 _{Ligante ponte: encontra-se coordenado a mais de um átomo}

central. Quase todos os ligantes podem formar pontes.

Exercício 1

Determine o tipo de ligante, o estado de oxidação do metal e sua configuração eletrônica. Dados: Mn = [Ar]3d5_4s2_.

Resposta do Exercício 1

 O ligante O2- _{está atuando como monodentado no complexo abaixo.}

 O estado de oxidação do metal é x – 8 = -1, ou seja, x = +7.

 Como o Mn perdeu 7e- _{pata formar o Mn(VII), sua configuração eletrônica é}

Exercício 2

Determine o tipo de ligante, o estado de oxidação do metal e sua configuração eletrônica. Dados: Au = [Xe]4f14_5d10_6s1_.

Resposta do Exercício 2

 O ligante en ou etilenodiamina está atuando como bidentado no complexo abaixo.

 O estado de oxidação do metal é x – 0 = +3, ou seja, x = +3.

 Como o Au perdeu 3e- _{pata formar o Au(III), sua configuração eletrônica é}

Exercício 3

Determine o tipo de ligante, o estado de oxidação do metal e sua configuração eletrônica. Dados: Cr = [Ar]3d5_4s1_.

Resposta do Exercício 3

 O ligante ox ou oxalato está atuando como bidentado no complexo abaixo.

 O estado de oxidação do metal é x – 6 = -3, ou seja, x = +3.

 Como o Cr perdeu 3e- _{pata formar o Cr(III), sua configuração eletrônica é}

Exercício 4

Determine os tipos de ligantes, o estado de oxidação do metal e sua configuração eletrônica. Dados: Co = [Ar]3d7_4s2_.

Resposta do Exercício 4

 O ligante NH₃ está atuando como monodentado nos complexos abaixo e o NO₂- _{está atuando como ambidentado.}

 O estado de oxidação do metal é x – 1 = +2, ou seja, x = +3.

 Como o Co perdeu 3e- _{pata formar o Co(III), sua configuração eletrônica é}

Exercício 5

Determine os tipos de ligantes e as configurações eletrônicas dos metais. Dados: Co = [Ar]3d7_4s2 _{e Cr = [Ar]3d}5_4s1_{. Dica: todos os metais estão no}

Resposta do Exercício 5

 Os ligantes NH₃ e H₂O estão atuando como monodentado no complexo abaixo, os ligantes OH- _{e edta estão atuando como ponte.}

 O estado de oxidação dos metais é 3x – 6 = +3, ou seja, x = +3.

 Como Co e Cr perderam 3e- _{pata formar Co(III) e Cr(III), suas configurações}



_{As regras básicas de nomenclatura são estabelecidas}

pela IUPAC e foram sumarizadas em português no

livro abaixo:

Nomenclatura Básica de Química Inorgânica

Henrique E. Toma, Ana M. da C. Ferreira, Ana M. G. Massabni e Antonio C. Massabni



_{Antes de vermos as regras de}

_nomenclatura

_para

compostos de coordenação, devemos sistematizar a

formulação dessa classe de compostos.



_{A fórmula de um composto é usada para fornecer}

informações básicas sobre a constituição do

composto de maneira concisa e conveniente.



_Fórmula:

1) Ordem: átomo central + ligantes.

 _{Os ligantes com mais de um átomo são colocados sempre}

entre parênteses (ou chaves).

 A fórmula do complexo é encerrada entre colchetes.

 Quando se tratar de espécie iônica a carga é escrita como expoente.

 _{Se necessário, o estado de oxidação do átomo central pode}

ser indicado com algarismos romanos.

[

Co

Cl

(NH

)

]

_{= [Co}

_Cl

(NH

)

]

[

CoCl

(

NH

)

]

[

CoCl

(NH

)

]

[CoCl

(NH

)

]

[CoCl

(NH

)

]



_Fórmula:

2) Ordem dos ligantes: ordem alfabética do símbolo de suas

fórmulas ou abreviaturas.

3) Os sinais, parênteses, chaves e colchetes devem ser

empregados nesta ordem, isto é [{()}], para englobar um conjunto de grupos idênticos e evitar confusões nas fórmulas.

[Co{(C

H

)

P}

H(N

)]

[Ru(HPO

)

(NH

)

(OH)

]

Exemplos

[PtBr

Cl

]

[Co(NH

)

(OH)]

[Fe(CN)F

(NH

)

(py)]



_Fórmula:

4) A posição dos contra-íons nos compostos de coordenação

segue a mesma ordem usada para os compostos iônicos,

i.e., cátions + ânions.

[CoCl

(NH

)

]Cl

Exercício 6

Escreva a fórmula mais prováveis de acordo com as regras estudadas (assuma que os complexos de a-c têm número de coordenação = 6 e que os complexos de d-e têm número de coordenação = 4):

a) 2HSO₃-_{, 3NH}

4+, 1Cr+3 e 4NCS-

b) 1OH-_{, 1Cr}3+_{, 2NH3 e 3H}

2O

c) 2en, 1Co3+ _{e 2Cl}-

d) 1py, 1Ni e 3CO e) 2bipy, 2I- _{e 1Ru}2+

Resposta do Exercício 6

Os complexos de a-c têm número de coordenação = 6 e os complexos d-e têm número de coordenação = 4: a) (NH₄)₃[Cr(HSO₃)₂(NCS)₄] ou (NH₄)₃[Cr(HSO₃)₂(SCN)₄] b) [Cr(H₂O)₃(NH₃)₂(OH)]2+ c) [CoCl₂(en)₂]+ d) [Ni(CO)₃(py)] e) [Ru(bipy)₂]I₂



_{Nomenclatura:}

1) O nome do ânion precede o do cátion e o átomo central é citado

após os ligantes.

K

[Fe(CN)

]

hexacianidoferrato(III) de potássio

[Co(NH

)

]Cl



_{Nomenclatura:}

 _{Multiplicativos: mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, etc., são}

usados para designar grupos idênticos coordenados.

K

[Fe(CN)

]

hexa

cianidoferrato(III) de potássio

[CoCl

(NH

)

]



_{Nomenclatura:}

 _{Os multiplicativos bis, tris, tetrakis, pentakis, etc., são utilizados para}

evitar ambiguidades.

[CoCl

(NH

CH

)

]

triclorotris(metilamina)cobalto(III)

[CoCl

{(CH

)

N}]

triclorido

trimetilamina

cobalto(III)

[CoCl

(NH

CH

)

]

triclorotris(metilamina)cobalto(III)

[Co{

(CH

)

N

}Cl

]

triclorido

trimetilamina

cobalto(III)

[CoCl

(NH

CH

)

]

triclorotris(metilamina)cobalto(III)

[Co{(CH

)

N}Cl

]

triclorido

trimetilamina

cobalto(III)

[CoCl

(NH

CH

)

]

triclorido

tris

(metilamina)cobalto(III)

[Co{(CH

)

N}Cl

]



_{Nomenclatura:}

2) Uso de parênteses, chaves e colchetes nos nomes dos

complexos visando gerar clareza do ponto de vista ortográfico.

íon di(amin)

bis(hidrogenofosfato)di(hidróxido)

rutenato(III)

[Ru(HPO

)

(OH)

(NH

)

]

3-íon di(amin)dihidrogenofosfatodihidróxidorutenato(III)

íon di(amin)diidrogenofosfatodiidróxidorrutenato(III)

x

x



a



_{Nomenclatura:}

3) Uso de letras maiúsculas para designar ligantes polidentados

nos átomos coordenados ao metal.

[PtCl

(gly)]

íon diclorido

(glicinato-N,O)

platinato(II)



_{Nomenclatura:}

Quando um mesmo elemento coordenante se encontrar em posições diferentes, seu posicionamento deverá ser indicado por sobrescritos numéricos.

tartarato(3-)-O

,O



_{Nomenclatura:}

Alternativamente, a indicação dos átomos ligantes poderá ser realizada por meio da letra grega k, precedendo o símbolo atômico em itálico. A multiplicidade deverá ser indicada por sobrescrito.

[Pd{(CH

)

P(CH

)

P(CH

)

}Cl

]



_{Nomenclatura:}

4) O uso de números arábicos para ligantes orgânicos obedece a

nomenclatura de compostos orgânicos para designação da substituição no átomo da cadeia.

[PtCl

{H

NCH

CH(NH

)CH

NH

}]



_{Nomenclatura: número de oxidação.}

5) O estado de oxidação do átomo central é indicado por

algarismos romanos entre parênteses logo após o nome do cátion ou ânion complexo, inclusive zero (0).

[Co(NH

)

]Cl

cloreto de hexa(amin)cobalto(III)

[Fe(CO)

]



_{Nomenclatura: número de oxidação.}

 Havendo dúvida quanto ao estado de oxidação do átomo central, pode-se escrever a carga iônica total do complexo em algarismos arábicos (excluindo-se o zero) entre parênteses no final do nome.

Na

[Fe(CN)

NO]



_{Nomenclatura: terminação.}

6) Espécies aniônicas complexas recebem o sufixo ato. Espécies

neutras ou catiônicas não recebem terminação adicional.

K

[Ru(CN)

]

hexa(cianido)

rutenato

(II) de potássio

[Ru(NH

)

]Cl



_{Nomenclatura: terminação.}

 _{As espécies aniônicas complexas de alguns metais têm o sufixo}

ato adicionado a palavra em Latin que deu origem ao símbolo

do elemento:

K[AuS(S

)] = disulfido(tio)

aurato

(III) de potássio

Na

[Ag(S

O

)

] = bis(tiossulfato)

argentato

(I) de sódio

Elemento Símbolo Nome em Latim

Ouro Au aurum

Prata Ag argentum

Cobre Cu cuprum



_{Nomenclatura: ordem de citação dos ligantes.}

7) São citados em ordem alfabética, justapondo-se o nome de

todos os ligantes e do átomo central numa só palavra.

 O nome do ligante é tratado como uma unidade:

(NH₃)₂ = di(amin) (citado sob a letra “a”).

NH(CH₃)₂ = dimetilamina (citado sob a letra “d”).

[Co(NH

)

(NH

)

]OC

H

etóxido de di

(amidido)

tetra(

amin

)cobalto(III)

NH

[Cr(NCS)

(NH

)

]



_{Nomenclatura: nome dos ligantes.}

8) Os ligantes aniônicos terminados em “eto” mudam para “ido”

quando coordenados. Os ligantes terminados em “ido”, “ito” ou “ato” permanecem como estão.

Ligante Nome do Ânion Nome do Ligante

F- _{fluoreto fluorido}

Cl- _{cloreto clorido}

Br- _{brometo bromido}

I₃- _{triiodeto triiodido}

O2- _{óxido óxido}



_{Nomenclatura: nome dos ligantes.}

 Ligantes contendo prefixos numéricos (como trifosfato), assim como os tio-, seleno- e teluro- derivados dos oxiânions (como tiossulfato), devem ser colocados entre parênteses.

[Ru(HSO

)

(NH

)

]

tetra(amin)bis(

hidrogenossulfito

)rutênio(II)

NH

[Cr(NCS)

(NH

)

]

di(amin)tetra(

isotiocianato

)cromato(III) de amônio

[CoH{(C

H

)

P}

(N

)]



_{Nomenclatura: nome dos radicais.}

9) Embora a maioria dos radicais se comportem como ânions nos

compostos de coordenação, sua presença é indicada mantendo-se o nome original sem alteração na terminação.

[Fe(C

H

)

]

bis(



-

ciclopentadienil

)ferro(0)

K[Cu(C

H)

]

tris(

etinil

)cuprato(II) de potássio

[Fe(C

C

H

)

(CO)

]



_{Nomenclatura:}

_ligantes

_derivados

_de

_compostos

orgânicos.

10) Ligantes derivados de compostos orgânicos (e.g., ácidos e

fenóis) pela perda de prótons, recebem a terminação “ato” e devem vir dentro de parênteses.

• _{Ex.: benzoato, p-clorofenolato.}

 Para um composto orgânico com diferentes cargas (pela perda de 2 ou mais prótons) utiliza-se o prefixo hidrogeno com multiplicativo. Alternativamente, a carga poderá ser indicada entre parênteses após o nome do ligante.

• Ex.: hidrogenotartarato ou tartarato(1-);



_{Nomenclatura:}

_ligantes

_derivados

_de

_compostos

orgânicos.

 _{Sempre que possível utilizar os nomes da nomenclatura IUPAC}

para compostos orgânicos ao invés dos nomes triviais.

[Ni(C

H

N

O

)

]

bis(

2,3-butanodionadioximato

)níquel(II)

(nome trivial do ligante: dimetilglioximato)

[Cu(C

H

O

)

]

bis(

2,4-pentanodionato

)cobre(II)



_{Nomenclatura: ligantes neutros.}

11) O nome de uma molécula neutra coordenada deve ser usado

sem alteração.  _Exceções:

H

O = aqua

NH

= amin

NO = nitrosil

CO = carbonil

CS = tiocarbonil

NS = tionitrosil

N

= dinitrogênio

O

= dioxigênio

Entre parênteses nas fórmulas e nomes.



_{Nomenclatura: ligantes neutros.}

 Exemplos:

[Ni{(C

H

)

P}

(CO)

]

di

carbonil

bis(

trifenilfosfina

)níquel(0)

[Ir(CO)

(NO)(O

)]

di

carbonil

(

dioxigênio

)

nitrosil

irídio(0)

K[Co(CN)(CO)

(NO)]



_{Nomenclatura: ligantes catiônicos.}

12) O nome de um ligante catiônico coordenado é usado sem

alteração se não houver ambigüidade.

[PtCl

{H

NCH

CH(NH

)CH

NH

}]Cl



_{Nomenclatura: abreviações.}

13) Alguns ligantes têm abreviações especiais e devem ser usadas

conforme a literatura.

 _{Com exceção de algumas, como H4edta, H2ox, L = ligante e M =}



_{Nomenclatura: designação de isômeros.}

14) Isômeros geométricos são indicados pelos prefixos cis- e trans-.  Para compostos tipo MX₃Y₃ usa-se fac- (facial) quando os

ligantes estão na mesma face ou mer- (meridional) quando não estão.



_{Nomenclatura: designação de isômeros.}

 A isomeria proveniente da ligação por meio de diferentes átomos do ligante pode ser designada no próprio nome do ligante ou indicando o átomo que faz a ligação.

[Co(NH₃)₅(ONO)]Cl₂

cloreto de penta(amin)(nitrito)cobalto(III) [Co(NH₃)₅(NO₂)]Cl₂

cloreto de penta(amin)(nitro)cobalto(III) K₃[Ni(S₂C₂O₂)₂]



_{Nomenclatura: designação de isômeros.}

 Os isômeros ópticos são indicados pelo sinal da rotação num dado comprimento de onda, (+) ou (-). Para a mistura racêmica, o prefixo rac- pode ser utilizado.

(+)

[Co(en)

]I

e



_{Nomenclatura: moléculas ou grupos insaturados.}

15) O ligante é designado de maneira usual se apenas a

composição estequiométrica do composto é indicada na fórmula.

 Para designar a estrutura onde átomos de uma cadeia ou anel estão ligados ao átomo central via elétrons p utiliza-se a letra 

(eta ou hapto) como prefixo do ligante.

[PtCl

(C

H

)(NH

)]



_{Nomenclatura: moléculas ou grupos insaturados.}

 O número de átomos do ligante coordenados ao metal é indicado por um número sobrescrito no lado direito do .

[Cr(C₆H₆)₂]

bis(6_{-benzeno)crômio(0)}

 _{Se apenas alguns átomos do ligante envolvidos em dupla}

ligação estão coordenados ao átomo central, indica-se com números a posição da insaturação antes do .



_{Nomenclatura: compostos polinucleares com ligações}

através de pontes.

16) Nos complexos polinucleares, os ligantes ponte são indicados

pela letra m antes do ligante.

 _{2 ou mais ligantes ponte são indicados por di-}m_{, tri-}m_{, etc.}

 Para espécies que ligam mais de 2 átomos centrais, o número de átomos é indicado como sub-índice (por exemplo, m₃).

[Cr

(OH)(NH

)

]Cl

cloreto de

m

-hidróxido

deca(amin)dicromo(III)

[Be

(CH

COO)

O]



_{Nomenclatura: compostos polinucleares com ligações}

através de pontes.

 _{Para grupos ligados a 2 centros através de átomos diferentes, os}

símbolos dos átomos são indicados após o nome do ligante.



_{Nomenclatura: compostos polinucleares com ligações}

através de pontes.

 _{Se o mesmo ligante estiver presente como ligante ponte e}

ligante comum, ele é citado primeiro como ligante ponte.

 _{Quando simétricos, podem ser utilizados multiplicativos.}

[Fe

(CO)

]



_{Nomenclatura: compostos polinucleares sem ligações}

através de pontes (ligação M-M).

17) Quando simétricos são utilizados multiplicativos, mas quando

assimétricos, um dos átomos centrais e seus ligantes é considerado como ligante do outro átomo central.

[Mn

(CO)

] = [(CO)

Mn-Mn(CO)

]

bis[pentacarbonilmanganês(0)]

[{(C

H

)

As}Au-Mn(CO)

]



_{Nomenclatura: compostos polinucleares com ligações}

através de pontes (ligação M-M).

 _{Quando houver ligação ponte e ligação M-M entre o mesmo par}

de átomos, o complexo é designado como um composto contendo somente ligação ponte. A existência da ligação M-M é indicada entre (), em itálico, no final do nome.

[Co

(CO)

] = [(CO)

Co(CO)

Co(CO)

]



_{Nomenclatura: estruturas poliméricas.}

18) O nome é baseado na unidade de repetição, utilizando a

denominação catena antes do nome.

Exercícios

_{nitrato de di(amin)tri(aqua)(hidróxido)cromo(III)}

sulfato de hexa(aqua)manganês(II)

dibromidotetracarbonilferro(II)

íon dicloridobis(etilenodiamina)cobalto(III)

tricarbonilpiridinaníquel(0)

[Cr(H

O)

(NH

)

(OH)](NO

)

[Mn(H

O)

](SO

)

[FeBr

(CO)

]

[CoCl

(en)

]

[Ni(CO)

(py)]

Exercícios



_{[Pt(acac)Cl(NH}

_)]



_[Mo(CN)

_]



_K[FeCl

_]



_[MnO

_]



_K

_[Cr(C

_O

₎

_{] ou K}

_[Cr(ox)

_]

acetilacetonato(amin)cloridoplatina(II) ou

aminclorido(2,4-pentanodionato)platina(II)

íon octacianidomolibdato(V)

tetracloridoferrato(III) de potássio

íon tetra(óxido)manganato(VII)

tri(oxalato)cromato(III) de potássio