1

COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO de Metais de Transição

2

Metais de transição naTabela Periódica

* A semi-reacção para a qual foram calculados os valores é M2+(aq) + 2e-→ M(s), à excepção de Sc e Cr, para os quais a reacção considerada é M3+(aq) + 3e-→ M(s).

0,34-0,25-0,28-0,44-1,18-0,74-1,2-1,63-2,08Potencial de redução padrão (V)*

--64606664747781M3+

7269757780858890-M2+

128124125126135130134147162M

Raio atómico (pm)

3578339332312956325029862828265023893ª

1958175116451561150915911413130912352ª

7457367607597176526506586311ª

Energia de ionização

1,91,91,91,81,51,61,61,51,3Electronegatividade

3d83d73d63d53d43d33d23d1[Ar]M3+

3d93d83d73d63d53d43d33d2-M2+

4s13d104s23d84s23d74s23d64s23d54s13d54s23d34s23d24s23d1M

Configuração electrónica

CuNiCoFeMnCrVTiSc

Configuração electrónica e outras propriedades dos metais da 1ª série de transição

3

Estados de Oxidação de Metais de Transição

Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 3 3,4 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 3 2, 3 2 1, 2 2 4, 5 4, 6 4, 6,

7

Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd 3 4 3,4, 5 2,3,4, 2,3,4, 2,3,4, 1, 3 2, 4 1 2 5, 6 5,6,7 5,6,7, 8

La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg 3 4 3, 4,

5 2,3,4, 2,3,4, 3,4,5, 1, 3 2, 4 1, 3 1, 2

5, 6 5,6,7 6,7,8

1ª série de transição

Escândio Titânio Vanádio

Crómio Manganês Ferro

Cobalto Níquel Cobre

4

Importância dos complexos de metais de transição

Os complexos de metais de transiçãoapresentampropriedades químicas, ópticas e magnéticasvariadas. Os complexos de metais de transição sãoimportantes emcatálise, síntese de materiais, fotoquímica e em sistemas biológicos.

Cores de complexos de metais de transição

[Fe(H2O)6]3+

[Co(H2O)6]2+

[Ni(H2O)6]2+

[Cu(H2O)6]2+

[Zn(H2O)6]2+

5

COMPLEXOS

Compostos de coordenaçãoUm composto de coordenação contém pelo menos um complexo.

Um complexo contém um catião metálico central ligado a umaou mais moléculas ou iões.

As moléculas ou iões que rodeiam o metal num complexo são denominadosligandos.Um ligando tem pelo menos um par de electrões de valência não compartilhado

H

O

H

• • •• • •

H

N

HH • •••Cl• •

••

-

••C O••

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EXEMPLO de um complexo

Número de coordenação = 4Complexo tetradentado

Cores variadas de complexos de pentamino cobalto

7

O átomo do ligando que se encontra directamente ligado aocentro metálico denomina-se átomo dador.

H

O

H

• • •• • •

H

N

HH

O número de átomos dadores que circundam o centro metálicoé o número de coordenação.

Ligandos com:Um átomo dador monodentadoDois átomos dadores bidentado

Três ou mais átomos dadores polidentado

H2O, NH3, Cl-

EtilenodiaminaNH2-CH2-CH2-NH2

EDTA [(OOCCH2)2-N-CH2-CH2-N(CH2COO)2]4-

LigandosMonodentados/Polidentados

LIGANDO MONODENTADOLigando que se coordena por apenas um átomo ao elementocentral

LIGANDO BIDENTADO, TRIDENTADO, ...Ligando que se coordena por dois, três, .... átomos ao elemento central

LIGANDO POLIDENTADO ou QUELANTELigando que se pode coordenar por mais que um átomo aoelemento central.

ANÉIS DE QUELAÇÃOCiclos constituídos pelo elemento central e pela cadeia do ligando entre os átomos coordenantes

8

Tris(etilenodiamina) níquel(II) [Ni(en)3]2+

H2N CH2 CH2 NH2• • • •

Ligando bidentadoLigando polidentado

(EDTA)

Os ligandos bidentados e polidentados denominam-se agentesquelantes

9

Ligando polidentado (hexadentado)Ácido EtilenoDiaminoTetrAcético (EDTA)

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Diferença entre Ligando e Contra-ião

Diferença entre Ligando e Contra-ião

Laranja

Rosa

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Composto de coordenação

Contra-iões

Ião complexo

LigandosNúmero de

Coordenação(1 + 5 = 6)

Catião metálico

Complexos em Sistemas Biológicos: a Hemoglobina

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Complexos em Sistemas Biológicos: a Hemoglobina

Ligandos:Porfirina no plano (átomos coordenantes = N)Aminoácido axial (His: coordenação N)Sexta posição livre para aceitar O2

Grupo hemo da hemoglobina:

Metal central = FeCoordenação octaédrica

Fe

Complexos em Sistemas Biológicos: a Hemoglobina

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Cálculo de números de oxidação de metais em complexos

Quais são os números de oxidação dos metais emK[Au(OH)4] e [Cr(NH3)6](NO3)3 ?

OH- tem uma carga -1

K+ tem uma carga +1

n.o (Au) + 1 + 4x(-1) = 0

n.o.(Au) = +3NO3

- tem uma carga -1

NH3 tem carga 0

n.o(Cr) + 6x(0) + 3x(-1) = 0

n.o(Cr) = +3

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Preencher a tabela

K2[NiEDTA]

[NiBr2(PEt3)2]

[Cu(H2O)4]SO4.H2O

[CoCl2(en)2]Cl

Na2[Zn(CN)4]

Número de coordenação

do metal

Contra-ião

Átomos doadores

dos ligandos

LigandosIão metálico central

Composto de coordenação

Zn2+

Co3+

Cu2+

Ni2+

Ni2+

CN-

Cl-, en

H2O

Br-, PEt3

EDTA

C

Cl, N

O

Br, P

N, O

Na+

Cl-

SO42-

-

K+

4

6

4

4

6