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Quimica inorganica- QUimica de coordenação, Exercícios de Química

Quimica inorganica II

Tipologia: Exercícios

2019

Compartilhado em 03/09/2019

mikaela-yorrana-1
mikaela-yorrana-1 🇧🇷

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bg1
18/01/2014
1
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Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri
Instituto de Ciência e Tecnologia
Diamantina - MG
Profa. Dra. Flaviana Tavares Vieira
2
Sumário
-Compostos de coordenação
-Estruturas eletrônicas dos complexos
-Formas dos complexos
-Isomeria e nomenclatura
-Teorias de ligação
-Propriedades magnéticas
-Cor
3
Apresentação
-Os compostos de coordenação são de grande
importância, quer do ponto de vista da pesquisa básica,
quer do ponto de vista das suas aplicações.
- mais de 100 anos eles se constituem num dos
principais temas de investigação da química inorgânica.
-Conhecidos desde o séc XIX, os compostos de
coordenação tornaram-se tema central de estudo na
química do princípio do séc XX, com o reconhecimento
de sua importância ilustrada pelo prêmio Nob el de
química de 1913, conferido a Alfred Werner.
4
Apresentação
-Nas últimas décadas, com o crescente desenvolvimento
da chamada química bioinorgânica, incluindo-se a
química inorgânica medicinal, na qual os compostos de
coordenação desempenham papel de destaque, um
renomado interesse surgiu com relação a essa classe de
substâncias.
5
Mas, o que é um
composto de coordenação?
-Composto de coordenação
-Composto complexo
-Complexo de coordenação
um composto c ontendo uma espécie central (átomo ou
íon) ligada a ligantes.
-Um ligante é um íon ou molécula que pode ter uma
existência independente.
6
Representação do
composto de coordenação
*[Ag(NH3)2]+
*[Cr(CO)6]
-Os colchetes envolvem o íon metálico e os ligantes
-Os metais são ácidos de Lewis (receptores de elétrons)
-Ligantes são bases de Lewis (doadores de elétrons)
-Íons complexos são carregados
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Baixe Quimica inorganica- QUimica de coordenação e outras Exercícios em PDF para Química, somente na Docsity!

1 Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri Instituto de Ciência e Tecnologia Diamantina - MG Profa. Dra. Flaviana Tavares Vieira (^) 2

Sumário

- Compostos de coordenação

- Estruturas eletrônicas dos complexos

- Formas dos complexos

- Isomeria e nomenclatura

- Teorias de ligação

- Propriedades magnéticas

- Cor

3

Apresentação

  • Os compostos de coordenação são de grande importância, quer do ponto de vista da pesquisa básica, quer do ponto de vista das suas aplicações.
  • Há mais de 100 anos eles se constituem num dos principais temas de investigação da química inorgânica.
  • Conhecidos desde o séc XIX, os compostos de coordenação tornaram-se tema central de estudo na química do princípio do séc XX, com o reconhecimento de sua importância ilustrada pelo prêmio Nobel de química de 1913 , conferido a Alfred Werner. 4

Apresentação

  • Nas últimas décadas, com o crescente desenvolvimento da chamada química bioinorgânica, incluindo-se aí a química inorgânica medicinal, na qual os compostos de coordenação desempenham papel de destaque, um renomado interesse surgiu com relação a essa classe de substâncias. 5

Mas, o que é um

composto de coordenação?

  • Composto de coordenação
  • Composto complexo
  • Complexo de coordenação *É um composto contendo uma espécie central (átomo ou íon) ligada a ligantes.
  • Um ligante é um íon ou molécula que pode ter uma existência independente. 6

Representação do

composto de coordenação

*[Ag(NH 3 ) 2 ]+ *[Cr(CO) 6 ]

  • Os colchetes envolvem o íon metálico e os ligantes
  • Os metais são ácidos de Lewis (receptores de elétrons)
  • Ligantes são bases de Lewis (doadores de elétrons)
  • Íons complexos são carregados

7

Exemplos de Compostos

Complexos

Complexo Espécie Central Ligantes [AuCl 2 ]-^ Au(I) 2 íons cloreto [BF 4 ]-^ B(III) 4 íons fluoreto [Cr(CO) 6 ] Cr(0) 6 moléculas de monóxido de carbono [V(CO) 6 ]-^ V(-1) 6 moléculas de monóxido de carbono [Co(NH 3 ) 6 ]3+^ Co(III) 6 moléculas de amônia [Cr(C 2 O 4 ) 3 ]^3 -^ Cr(III) 3 íons oxalato 8

Exercício

  1. Determine o número de oxidação da espécie central em cada um dos complexos: Complexo Nox [Pt(NH 3 ) 4 ]2+ [HgCl 4 ]^2 - [PF 6 ]- [Ag(CN) 2 ]- [Cr(CO) 5 ]^2 - [Cr(H 2 O) 6 ]3+ 9

Exercício

  1. Determine o número de oxidação da espécie central em cada um dos complexos: Complexo Nox [Pt(NH 3 ) 4 ]2+^2 [HgCl 4 ]^2 -^2 [PF 6 ]-^5 [Ag(CN) 2 ]-^1 [Cr(CO) 5 ]^2 -^ - 2 [Cr(H 2 O) 6 ]3+^ + 10

Breve Histórico

da Química de Coordenação

  • A síntese dos primeiros compostos de coordenação, deu- se no séc XIX.
  • A aparente não obediência dessa classe de compostos às regras de valência então estabelecidas tornava-os particularmente desafiadores para os químicos da época, quer do ponto de vista experimental, quer do ponto de vista teórico. *Daí o termo “Complexo” para esta classe de compostos. 11

Primeiros Compostos de

Coordenação

  • A data ainda não é consenso entre os que se dedicam à história da química.
  • Se os corantes à base de alizarina forem considerados como compostos de coordenação: tempos bíblicos.
  • O primeiro composto de coordenação totalmente inorgânico a ter sua descoberta reportada foi o íon tetramin cobre (II), [Cu(NH 3 ) 4 ]^2 +, em 1597.
  • O azul da Prússia, [KCN.Fe(CN) 2 .Fe(CN) 3 ], foi sintetizado em 1704 , é considerado por alguns o primeiro composto de coordenação 12

Preparo dos Primeiros

Compostos de Coordenação

  • A maioria dos primeiros compostos foi preparada pela reação de sais metálicos com o amônio.
  • Porém, logo se verificou que muitas outras espécies químicas podiam ser usadas em síntese de compostos desta natureza.
  • Assim foram preparados muitos complexos de CN-, NO^2 - , NCS -^ e Cl -^ com sais de Co, Cr e Pt, entre outros.

Teoria de Werner

  • Werner descobriu que CoCl 3 · n NH 3 ( n = 1 – 4 ) pode existir como 4 diferentes compostos com diferentes números de íons Cl-^ “livres” por fórmula unitária.
  • Ele deduziu que os ligantes NH 3 estavam ligados covalentemente ao íon central de Co^3 +.
  • Werner descobriu que um total de 6 ligantes estavam ligados ao Co central.
  • No caso do CoCl 3 · 4 NH 3 , existem 2 isômeros para os ligantes de Cl ligados ao Co. Teoria de Werner [CoCl 2 · 4 NH 3 ] Teoria de Werner
  • Embora essas idéias tenham explicado muitos fatos

experimentais, elas não foram prontamente aceitas.

  • Entretanto, em 1913 , Werner foi o primeiro químico

inorgânico a receber o prêmio Nobel.

Exercício

  1. Determine a “valência primária” e a “valência secundária” do íon metálico nos seguintes complexos estudados por Werner: Composto Valência Primária Valência Secundária [Pt(NH 3 ) 2 Cl 4 ] [Pt(NH 3 )Cl 5 ]- [Pt(NH 3 ) 4 Cl 2 ]2+ Exercício
  2. Determine a “valência primária” e a “valência secundária” do íon metálico nos seguintes complexos estudados por Werner: Composto Valência Primária Valência Secundária [Pt(NH 3 ) 2 Cl 4 ] 4 6 [Pt(NH 3 )Cl 5 ]-^4 [Pt(NH 3 ) 4 Cl 2 ]2+^4 Exercício
  3. Determine o nox e o NC da espécie metálica nos seguintes complexos: Complexos Nox NC [PtCl 4 ]^2 - [Au(CN) 2 ]- [Cr(ox) 3 ]^3 - [Al(OH) 4 ]- [Co(dipy) 2 Cl 2 ]

Exercício

  1. Determine o nox e o NC da espécie metálica nos seguintes complexos: Complexos Nox NC [PtCl 4 ]^2 -^2 [Au(CN) 2 ]-^1 [Cr(ox) 3 ]^3 -^3 [Al(OH) 4 ]-^3 [Co(dipy) 2 Cl 2 ] 2 6
  • Há diversas formas para classificar os ligantes mas, a que nos interessa no momento é a classificação estrutural.
  • Critério: número de ligações à espécie central (essas ligações podem ser feitas por um ou mais átomos)
  • Monodentados: possui apenas um átomo doador por molécula. Ex: (H 2 O, NH 3 )
  • Bidentados: se 2 átomos forem doadores. Ex: Etilenodiamina (H 2 N-CH 2 - CH 2 - NH 2 ), liga-se ao átomo metálico como uma pinça.
  • Polidentados: mais átomos doadores / agentes quelantes. Ex: EDTA (usado para o tratamento de intoxicação por metais) – íon etilenodiaminotetraacetato.

Ligantes: Classificação Estrutural

Ácido etilenodiamina, N, N, N’, N’-tetraacético - EDTA O [Co(en) 3 ]^3 +^ (octaédrico) é um complexo de etilenodiamina (en), H 2 NCH 2 CH 2 NH 2 , típico.

Ligantes Bidentados

  • Fenômeno que ocorre quando ligantes polidentados

formam compostos de coordenação com

estruturas anelares envolvendo o átomo central e

os ligantes.

  • Esse tipo de composto é sempre mais estável do

que compostos semelhantes que não são quelatos.

  • Tal estabilidade adicional é definida como efeito

quelato.

  • O termo quelato é de origem grega e deriva da

palavra chel , que significa “garra”.

Efeito Quelato

  • Muitos quelantes naturais são desenvolvidos em torno da molécula de porfirina.
  • Depois que os 2 átomos de H são perdidos, a porfirina é um ligante tetradentado. Metais e Quelatos nos Sistemas Vivos Estrutura da molécula da porfirina
  • As porfirinas são derivadas da porfina pela substituição dos hidrogênios da periferia por grupos orgânicos. Elas formam complexos metálicos de grande importância para os seres vivos.
  • Duas importantes porfirinas são o heme em que a espécie central é o Fe^2 +^ e a clorofila onde o íon metálico é o Mg^2 +.
  • O 5 o^ sítio de coordenação é ocupado pelo O 2 (ou pela H 2 O na desoxihemoglobina ou CO na carboxihemoglobina).
  • O 6 o^ sítio de coordenação é ocupado por uma base, que fixa a estrutura à proteína. Coordenação do ferro na oxiemoglobina
  • O Mg^2 +^ está no centro do anel semelhante à porfirina.
  • As ligações duplas alternadas dão à clorofila sua cor verde. Coordenação do magnésio: clorofila Espécie Nome da espécie Nome do ligante H 2 O Água aquo NH 3 Amônia amin ou amino CO monóxido de carbono carbonil NO monóxido de nitrogênio nitrosil O 2 oxigênio dioxigênio N 2 nitrogênio dinitrogênio H 2 hidrogênio hidro Alguns Ligantes

43 Exercício

  1. Utilize as informações dadas abaixo para escrever as fórmulas das espécies complexas: Espécie metálica NC Ligantes Espécie Complexa Cr(III) 6 4 H 2 O, x Cl- V(-I) 6 x CO Zn(II) 4 x NH 3 Os(IV) 8 4 Cl-, x CN- Co(III) 6 2 Cl-, x en Fe(o) 5 x CO Co(II) 6 acac, 2 py, x Cl- Cu(I) 2 x Cl- 44 Exercício
  2. Utilize as informações dadas abaixo para escrever as fórmulas das espécies complexas: Espécie metálica NC Ligantes Espécie Complexa Cr(III) 6 4 H 2 O, x Cl-^ [Cr(H 2 O) 4 Cl 2 ]+ V(-I) 6 x CO [V(CO) 6 ]- Zn(II) 4 x NH 3 [Zn(NH 3 ) 4 ]2+ Os(IV) 8 4 Cl-, x CN-^ [OsCl 4 (CN) 4 ]^4 - Co(III) 6 2 Cl-, x en [CoCl 2 (en) 2 ]+ Fe(0) 5 x CO [Fe(CO) 5 ] Co(II) 6 acac, 2 py, x Cl-^ [Co(acac)Cl 2 (py) 2 ]- Cu(I) 2 x Cl-^ [CuCl 2 ]- 45 Exercício
  3. Quantos anéis quelatos há no heme?
  4. Quantos átomos há em cada anel? 7 .Qual é o NC do ferro na oxiemoglobina? 4 6 6 46 *Ler o artigo: Farias, R.F. Werner, Jørgensen e o Papel da Intuição na Evolução do Conhecimento Químico. Química nova na escola, n. 13 , p. 29 - 33 , 2001. 47 Referências Bibliográficas
  • Farias, R.F. Química de coordenação: fundamentos e atualidades. Campinas, SP: Editora Átomo, 2005.
  • Barros, H.L.C. Química inorgânica: uma introdução. Belo Horizonte: 1992.
  • Shriver, D.F.; Atkins, P.W. Química inorgânica. 3 ed. Porto Alegre: 2003.