CQ 106 Química Inorgânica – Farmácia 2006/1 Professor Márcio

CQ 106 Química Inorgânica – Farmácia 2006/1
Professor Márcio Peres de Araujo
Fundamentos da Química de Coordenação
Os metais de transição
Complexos Metálicos
Moléculas ou íons estão ao redor de um centro metálico.
Estes grupos são chamados de ligantes. Eles se coordenam ao
centro metálicos.
Complexos de Metais de Transição no Estado Sólido
Complexos Metálicos no Estado Sólido e
em Solução Aquosa
Teoria de Werner (Prêmio Nobel 1913)
• Íons metálicos possuem valências primárias e secundárias.
• A valência primária é o número de oxidação do metal.
• A valência secundária é o número de átomos ligados
diretamente ao íon metálico, que é atualmente conhecido
como número de coordenação.
A ligação Metal-Ligante
• A formação das ligações envolve reações de ácido/base de
Lewis.
• O centro metálico atua como um ácido de Lewis.(receptor
de par e-)
• Os ligantes atuam como bses de Lewis. (doadores de par e-)
• Ligantes com apenas um par de e- são monodentados.
• Ligantes com dois ou mais pares de e- são polidentados.
• Exemplos de ligantes polidentados:
– en etilenodiamina
– oxalato C2O42– fen fenatrolina
– carbonato
– bipy bipiridina
Determining Oxidation Number and
Coordination Number For a Complex
• Carga do Complexo = carga do íon metálico + Scargas dos
ligantes
• Exemplo: [RhCl(NH3)5](NO3)2
• Primeiro determine a carga do complexo.
• Uma vez que o NO3- não faz parte do complexo, a carga do
complexo é 2+.
• 2+ = x + -1 então X = 3+ O número de coordenação é 6.
• Escreva a fórmula para um complexo de platina (II) com
duas moléculas de amônia e dois íons brometos
• [PtBr2(NH3)2]
• Carga do complexo = (2+) + (2)(1-) = 0
• O número de coordenação é 4
• Dois ligantes
• Quatro ligantes
•
• Seis ligantes
Linear
Tetraédrica (mais comum)
Quadrado Planar(somente com metais d8)
Octaédrica
Quais são os estados de oxidação dos metais?
Isomeria
[Co(NH3)6] [Cr(C2O4)3] e [Co(C2O4)3] [Cr(NH3)6]
Exemplo de um isômero de ligação
Cis vs
Trans
cis vs trans com ligantes polidentados
Cor e Magnetismo
• O íon complexo trans-[Co(NH3)4Cl2]+ absorve luz na região
do vermelho do espectro visível com lmax em 680nm. Qual
é a cor do complexo?
• O isômero cis absorve na região do amarelo, qual é a cor do
complexo?
Teoria do Campo Cristalino
• Quando ligantes “rodeiam” o cátion metálico, há uma
alteração da energia dos orbitais d, ocorrendo o
desdobramento dos mesmos.
• Existe o desdobramento em campo tetraédrico, quadrado
planar e octaédrico.
• A diferença de energia entre os dois níveis permite que os
elétrons “pulem” entre os orbitais d. Essa diferença de
energia, em geral, cai na região do visível do espectro.
Assim os complexos de metais de transição, em sua maioria,
são coloridos.
Campo Octaédrico
Fig. 22.23
O desdobramento do campo cristalino tem como resultado a
absorção de radiação na região do visível. Estas transições são
chamadas de transições d-d
A série espectroquímica
Da esquerda para direita D aumenta
Ligantes de campo forte formam complexos de spin
baixo
Ligantes de campo fraco formam complexos de spin alto
Ligantes como a água e abaixo (à esquerda) são
considerados ligantes de campo fraco
Energia da repulsão eletrônica vs a
energia de desdobramento dos orbitais d
D para complexos tetraédricos
DTetrahedral é apenas 4/9 DOctahedral então
Complexos tetraédricos são geralmente de spin alto
Drawing Orbital Diagrams to Determine
the Number of Unpaired Electrons
• [Cr(H2O)6]2+
• [Mn(H2O)6]2+
• [Ru(NH3)5H2O]2+ (low spin)
• [IrCl6]2-(low spin)
• [Cr(en)3]3+
• [NiCl4]2- (tetrahedral)
Efeito da Energia de Estabilização do Campo
Cristalino
• Energia de Hidratação
• Raio Iônico