Compostos de cobalto combinados Síntese e características

Compostos de Coordenação de Cobalto

Síntese e Caracterização

Belo Horizonte

Agosto de 2014

1. Resumo

Este trabalho apresenta a metodologia para a síntese e caracterização por Espectrometria de Absorção Molecular no Ultravioleta/Visível (E.A.M – UV/Vis) do composto de coordenação de trans-diclorobis(etilenodiamina)cobalto(III). Baseando-se na Teoria do Campo Cristalino (TCC), Teoria do Orbital Molecular (TOM) e nos espectros obtidos para estes compostos pôde-se explicar a formação destes, sua geometria e propriedades. Os resultados obtidos referentes ao comprimento de onda máxima absorção (λ máx) para cada complexo não foi coerente com a literatura, sendo este um indício de que a síntese não apresentou os devidos produtos de interesse.

Sumário

1 Resumo 3

2 Introdução 5

3 Objetivo 9

4. Desenvolvimento 10

5. Resultado e discussão 15

6. Conclusão 26

7. Referencias bibliográficas 27

8. Apêndice: Cálculos efetuados 28

2. Objetivos

Instruir-se sobre os compostos de coordenação com ênfase nos compostos de cobalto e métodos para caracterização dos mesmos. Sintetizar e caracterizar por Espectrometria de Absorção Molecular no Ultravioleta/Visível do trans-diclorobis(etilenodiamina)cobalto(III).

3. Introdução

A química de coordenação especializa-se no estudo dos compostos de coordenação, onde o termo complexo representa um átomo metálico na forma iônica (ácido de Lewis) rodeado por um conjunto de ligantes (base de Lewis). Um ligante é um íon ou molécula que pode ter existência independente. Um bom exemplo de um complexo é o [Co(NH3)6)]3+, no qual o íon cobalto (Co3+) está rodeado por seis ligantes neutros de amônia (NH3).

A Química de coordenação se iniciou com os químicos S. M. Jørgensen e Alfred Werner e dedica-se ao estudo dos complexos. Estes por sua vez são compostos formados por um metal de transição com configuração incompleta dos orbitais d, que são imprescindíveis para que estes atuem como ácido de Lewis, sendo capazes de coordenar ligantes que atuam como bases de Lewis. Logo, para que uma espécie possa ser considerada como ligante esta deve apresentar pares eletrônicos disponíveis para efetuar a ligação coordenada e seus orbitais de sobreposição devem ser energeticamente compatíveis com os do metal.

O fenômeno do isomerismo cis-trans em química inorgânica é capaz de ilustrar, em termos de número de exemplos conhecidos, o progresso da química inorgânica sintética. De fato, desde os estudos realizados por Werneraté os nossos dias, uma gama enorme de trabalhos envolvendo este tipo de isômeros vem sendo mencionada na literatura.

Complexos em que o metal se liga a átomos que não o carbono são conhecidos como complexos e Werner, como por exemplo, [Co(NH3)6]3+. A ligação simples entre metal-ligante ocorre da seguinte maneira: LNM-NH3, onde a amônia se liga diretamente ao metal. Este fragmento, normalmente têmoutros ligantes, representada por Ln. A ligação é constituída pelo par de elétrons livres presentes no NH3 que são doados para o metal para formar o complexo. O metal é um ácido de Lewis capaz de aceitar os pares solitários de vários ligantes L, que atuam como bases de Lewis.

O Cobalto é um elemento químico metálico, de coloração branco-azulada, duro e resistente à corrosão, mas é dissolvido em ácidos minerais diluídos. Normalmente é encontrado associado a níquel acompanhado de arsênio. Possui elevada permeabilidade magnética, mesmo a altas temperaturas, portanto, grande parte da produção de cobalto é especialmente empregada em ligas magnéticas.

Este pode se comportar como um ácido de Lewis, recebendo elétrons de outros grupos de aproximação, formando assim compostos de coordenação. Nos compostos de coordenação geralmente encontram-se o átomo central como um metal, e os grupos ligantes, grupos capazes de doar densidade eletrônica.

Sendo elemento metálico, o cobalto forma complexos de coordenação com diferentes estados de oxidação, os quais são dependentes do grupo ligante associado. Os principais estados de oxidação do cobalto são 2+ e 3+, porém pode se apresentar no estado de oxidação 1+. O Co3+ é relativamente instável em compostos simples, mas os complexos de spin baixo, onde o desdobramento de energia ∆o é alta, são numerosos e estáveis se ligados a átomos doadores com grande contribuição ao campo ligante.

Para que um ligante possa participar de um complexo este deve apresentar pares eletrônicos disponíveis para efetuar a ligação coordenada, além de seus orbitais de sobreposição serem semelhantes em energia do metal.

Os complexos sintetizados no conseguinte trabalho tomaram por partida compostos de cobalto com estado de oxidação 3+, sendo assim seu numero de coordenação 6. Para tal numero de coordenação prevê uma geometria octaédrica do complexo. O comportamento e formação de complexos podem ser estudados baseando-se nas teorias dos compostos de coordenação.

A teoria do campo cristalino (TCC) considera os pares de elétrons do ligante como cargas pontuais negativas, baseando-se no desdobramento dos orbitais d, do metal, em grupos com energia diferentes e usa esse desdobramento para explicar e correlacionar o espectro óptico, a estabilidade termodinâmica e as propriedades magnéticas do complexo. Porém esta teoria é deficiente, pois não leva em consideração a sobreposição dos orbitais do ligante e do metal. Assim, a teoria do campo ligante é construída sobre a teoria do campo cristalino e supri esta deficiência, levando