Metalurgia

Química Inorgânica Experimental Profa. Fátima Reymão

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7. PREPARAÇÃO DE COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO

7.1. Objetivos

· Demostrar, experimentalmente, a preparação de um composto de coordenação.

· Obter o sulfato de tetramincobre (II).

· Desenvolvimento de cálculo estequiométrico a partir de resultados experimentais.

7.2. Considerações gerais

A química de coordenação se refere ao estudo da formação e da reatividade

dos complexos formados entre íons metálicos e outros íons, átomos ou moléculas,

denominados ligantes.

É bem conhecido o fato de que substâncias, tais como água, amônia, íon

cianeto, cloreto, iodeto, por exemplo, coordenam-se a íons metálicos, especialmente os

elementos de transição para formarem complexos. Exemplo:

Cu2+ + 4NH3 ¾® [Cu(NH3)4]2+ (azul intenso)

Co2+ + 6H2O ¾® [Co(H2O)6]2+ (róseo)

Fe3+ + 4Cl- ¾® [FeCl4]- (amarelo)

O termo complexo é empregado para designar um átomo ou íon central

rodeado por uma série de ligantes.

Os ligantes tanto podem ser ânions simples como o cloreto ou moléculas

pequenas contendo um par de elétrons, como por exemplo, NH3.

Por exemplo:

[Co(NH3)6]3+, onde, Co é o íon metálico central e o NH3 o ligante.

Um complexo também pode ser definido como uma combinação de um ácido

com uma base de Lewis. O exemplo acima resulta da equação:

Co3+ + 6NH3 ¾® [Co(NH3)6]3+, onde o íon Co3+ é o ácido de Lewis(átomo

aceitador do par de elétrons) e o NH3 a base de Lewis( o N funciona como átomo

doador do par de elétrons).

Em nosso estudo daremos atenção para complexos formados por elementos do

bloco “d”, porém elementos dos blocos “s” e “p” também formam complexos.

Número de coordenação e geometria

Número de coordenação (NC) é o número de ligantes na esfera de

coordenação do complexo.

Três fatores determinam o NC de um complexo:

· Volume do átomo central.

· As interações espaciais entre os ligantes

· Interações eletrostáticas

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Dependendo do metal e da sua estrutura eletrônica, o número total de ligantes

coordenados ao metal varia em geral entre dois e seis, de fórmula geral ML2, ML3, ML4,

ML5, ML6.

A geometria do complexo se refere à distribuição desses ligantes em torno da

esfera de coordenação do metal, as mais comuns sendo:

L

M

L

L

Linear

Pirâmide Trigonal

ou

Triângulo Plano

Quadrática Plana

Tetraédrica Pirâmide Quadrada Bipirâmide Trigonal

Octaédrica

A ligação entre o metal e o ligante pode ser feita através da ligação covalente para

ligantes aniônicos ou doação de um par de elétrons para ligantes neutros.

Tipos de ligantes comuns

O critério para se classificar, aqui, os ligantes, será o número de ligações à

espécie central. Essas ligações podem ser feitas por um ou mais átomos.

· Se a ligação for feita através de apenas um átomo, o ligante é denominado

monodentado. Ex.: H2O onde o átomo doador é o oxigênio; Cl- (íon cloreto)

onde o átomo doador é o cloro.

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· A partir de dois ou mais átomos o ligante é denominado de polidentado. Estes

ligantes formam com a espécie central anéis. Os complexos que têm esses

anéis são denominados quelatos e os ligantes polidentados em geral são

chamados de agentes quelantes. Ex.: a etilenodiamina (H2N – CH2 – CH2 –

NH2, representada por en) onde os átomos doadores são os dois átomos de

nitrogênio, logo bidentado; o íon etilenodiaminotetraacetato (representado por

edta4-) onde os átomos doadores são dois átomos de nitrogênio e quatro átomos

de oxigênio, logo hexadentado.

Exemplos: [Ni(en)3]2+ ; [Co(edta)]-

Nomenclatura dos complexos

Obedece a um grande conjunto de regras desenvolvidas pela União

Internacional de Química Pura e Aplicada, e mantida em dia por essa instituição.

Apresentaremos aqui, apenas algumas regras básicas que são frequentemente

utilizadas.

1. Nome de alguns ligantes comuns

Os íons haletos e o íon cianeto, quando na função de ligantes, tem o sufixo