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Prof. Daniela Barros de OliveiraQuímica Inorgânica
COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO OU COMPLEXOS
1- Definição e características gerais
Quando juntamos duas quantidades estequiométricas de dois ou mais compostos
estáveis, formam-se compostos de adição, como os seguintes exemplos:
KCl.MgCl2 (carnalita)
K2SO4 . Al2(SO4)3 . 24 H2O (alúmen de potássio)
CuSO4 . 4 NH3 . H2O (sulfato de tetramin-cobre II monohidratado)
Fe(CN)2 . 4 KCN (ferrocianeto de potássio)
Os compostos de adição pertencem a dois tipos: aqueles que perdem sua
identidade em solução (sais duplos) e aqueles que mantêm sua identidade (complexos).
Assim, quando se dissolve em água a carnalita, a solução mostra as propriedades dos
íons K+, Mg2+ e Cl-. De maneira semelhante, uma solução de alúmen de potássio mostra
as propriedades dos íons K+, Al3+ e SO42-. Os dois casos são exemplos de sais duplos, que
só existem sob essa forma no estado cristalino.
Os dois outros exemplos de compostos de adição dados acima, quando
dissolvidos em água, não formam íons simples, e sim íons complexos, que permanecem
intactos em solução. Assim, o íon [Cu(NH3)4(H2O)2]2+ e o íon [Fe(CN)6]4- existem como
entidades distintas tanto no sólido como em solução.
Pode-se definir um composto de coordenação ou complexo como sendo um
composto formado por um átomo metálico (na quase totalidade dos casos, um metal de
transição) envolvido por átomos, moléculas ou grupos de átomos, em número igual ou
superior ao estado de oxidação mais alto do metal (os ligantes são aqueles
representados dentro dos colchetes, junto com o metal). Um complexo pode ser um
cátion, um ânion ou um composto neutro. Veja alguns exemplos:
[Cu(H2O)2(NH3)4]2+ - O cobre, cujo Nox mais alto é +2, tem 6 ligantes coordenados
[Co(NO2)3(NH3)3] - O cobalto, cujo Nox mais alto é +3, tem 6 ligantes coordenados
Para que um ligante possa participar de um complexo é fundamental que esse
ligante possua pares eletrônicos disponíveis para efetuar ligações coordenadas. No
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exemplo abaixo, moléculas de amônia, que possuem um par de elétrons não-ligantes
capaz de formar uma ligação coordenada, estão ligadas ao átomo do metal:
[Co(NH3)6]Cl3
Um conceito importante é o de número de coordenação - o número de ligantes que
envolvem o átomo do metal. No caso do exemplo acima, o número de coordenação é 6, pois
existem 6 moléculas de amônia ligadas ao cobalto. Os ligantes representados fora dos
colchetes não fazem parte do número de coordenação.
2- Tipos de ligantes
Os ligantes podem apresentar mais de um átomo com disponibilidade eletrônica
para efetuar ligações coordenadas. Assim, eles são classificados em
Monodentado - Possui apenas um átomo capaz de efetuar ligação
coordenada
Bidentado - Possui dois átomos capazes de efetuar ligação coordenada
Tridentado - Possui três átomos capazes de efetuar ligação coordenada
Polidentado - Possui mais de três átomos capazes de efetuar ligação
coordenada
Como exemplo de ligante bidentado, podemos citar o etilenodiamina (veja
abaixo). Perceba que a molécula pode fazer duas ligações coordenadas, através de seus
dois átomos de nitrogênio. No entanto, esse ligante só será dito bidentado se os dois
átomos de nitrogênio forem utilizados em ligações coordenadas. Se apenas um deles for
utilizado, será dito monodentado.
Quando os dois nitrogênios efetuam ligação coordenada para um mesmo átomo
metálico, o ligante é dito quelante e o complexo pode ser chamado de quelato.
Quando cada um dos nitrogênios efetua uma ligação coordenada para um átomo
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metálico distinto (estes metais podem ser iguais ou diferentes), a ligação é dita em
ponte.
3- Representação e nomenclatura
Via de regra, um composto de coordenação apresenta um metal de transição ao
qual se coordenam ligantes, que podem iguais ou diferentes. O complexo pode ser uma
espécie neutra ou um íon (cátion ou ânion). A fórmula química do complexo é colocada
entre colchetes. Dentro dos colchetes escreve-se o símbolo do metal (átomo central) e
depois os seus ligantes, na seguinte ordem: ligantes negativos (aniônicos) antes de
ligantes neutros (moléculas). Ligantes positivos (catiônicos) são muito raros, mas, caso
exista, deverá ser escrito por último, após os demais ligantes. Veja o seguinte exemplo:
[CoCl2(NH3)4]+. O ligante cloreto (negativo) foi escrito antes do ligante amônia (neutro).
Para se dar nome a um complexo deve-se conhecer alguns nomes de ligantes
importantes. Quando espécies químicas se encontram como ligantes de compostos de
coordenação, estes ligantes geralmente recebem nomes especiais. Veja:
Ligantes Neutros:
Espécie Nome da espécie Nome do ligante
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H2O água aquo
NH3 amônio amin ou amino
CO Monóxido de carbono carbonil
NO Monóxido de nitrogênio nitrosil
O2 oxigênio dioxigênio
N2 nitrogênio dinitrogênio
H2 hidrogênio hidro
Outros ligantes:
Espécie Nome da espécie Nome do ligante
P(C6H5)3 trifenilfosfina trifenilfosfino (PPh3)*
NH2CH2CH2NH2 etilenodiamina etilenodiamino (en)
C5H5N piridina piridino (Py)
* O símbolo Ph representa o radical orgânico fenil
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Ligantes Aniônicos:
Quando estes íons funcionam como ligantes, a terminação "ETO" é substituída por
"O"
Espécie Nome da espécie Nome do ligante
F- fluoreto fluoro
Cl- cloreto cloro
Br- brometo bromo
I- iodeto iodo
CN- cianeto ciano
Oxiânions:
Espécie Nome da espécie Nome do ligante
SO4- sulfato sulfato
CH3COO- acetato acetato
CH3COCHCOCH3- acetilacetonato acetilacetonato
C2O42- oxalato oxalato ou oxalo
Ligantes Ambidentados:
Estes íons são assim chamados porque podem se ligar ao metal de duas maneiras,
através de átomos diferentes.
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Espécie Nome da espécie Ligante Nome do ligante
SCN- tiocianato - SCN- tiocianato
SCN- tiocianato - NCS- isotiocianato
NO2- nitrito - ONO- nitrito
NO2- nitrito - NO2
- nitro
Outros ligantes aniônicos:
Espécie Nome da espécie Nome do ligante
H- hidreto hidrido
OH- hidróxido hidroxo
O2- óxido oxo
O22- peróxido peroxo
NH2- amideto amido
N3- nitreto nitreto
N3- azido azido
NH2- imido imido
Ligantes catiônicos:6
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Espécie Nome da espécie Nome do ligante
NH4+ amônio amônio
H3NNH2+ hidrazínio hidrazínio
2.1) Nomenclatura de complexos catiônicos e neutros:
A nomenclatura dos complexos catiônicos e neutros inicia-se pelo contra-íon
(espécie representada fora dos colchetes), se houver, e depois escreve-se os nomes dos
ligantes, em ordem alfabética. O nome deve ser inteiro, sem separação por espaços ou
hífens. Por último coloca-se o nome do metal (átomo central), seguido pelo seu estado
de oxidação dentro do complexo. O número é escrito em algarismos romanos e entre
parênteses. Quando existirem vários ligantes iguais, usa-se o prefixo di, tri, tetra, penta,
hexa etc. No caso dos complexos catiônicos, é frequente o uso da palavra ÍON no
começo do nome. Por exemplo: Íon tetraminodiclorocobalto (III). Porém, isso pode ser
omitido
O estado de oxidação do metal deve ser um valor tal que, somado às demais
cargas dos ligantes, resulte o valor da carga do complexo. Para determinar esse Nox
basta somar as cargas internas (ligantes dentro dos colchetes), considerando que os
ligantes neutros (moléculas), logicamente, têm Nox igual a zero. Também é fácil ver
que, quando um complexo tem fórmula [XXX](SO4), por exemplo, a carga do complexo
só pode ser +2, já que o sulfato tem carga -2. Veja alguns exemplos:
[CoCl2(NH3)4]+ = Tetraminodiclorocobalto (III)
Nox do cobalto: Co + 2 Cl- + 4 NH3 = +1 Co -2 + 0 = +1 Co =
+3
[Co(NO2)(NH3)5] (NO3)2 = Nitrato de pentaminonitrocobalto (III)
Nox do cobalto: Co + NO2- + 5 NH3 = +2 Co -1 + 0 = +2 Co =
+3
[Ni(CO)4] = Tetracarbonilníquel (0)
Nox do níquel: Ni + 4 CO = 0 Ni + 0 = 0 Ni = 0
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2.2) Nomenclatura de complexos aniônicos:
A nomenclatura dos complexos aniônicos é feita da mesma forma, porém, o
metal é acrescido da terminação "ATO". Veja alguns exemplos:
[Ni(CN)4]2- = Tetracianoniquelato (II)
Nox do níquel: Ni + 4 CN- = -2 Ni -4 = -2 Ni = +2
[Fe(CN)6]3- = Hexacianoferrato (III)
Nox do ferro: Fe + 6 CN- = -3 Fe -6 = -3 Fe = +3
O complexo seguinte é neutro, porém, foi colocado aqui porque o é
formado por duas partes complexas, e uma delas é um ânion:
[Pt(Py)4] [PtCl4] = Tetracloroplatinato (II) de tetrapiridinoplatina (II)
Nox da platina: 2 Pt + 4 Py + 4 Cl- = 0 2 Pt + 0 - 4 = 0 Pt = +2
2.3) Nomenclatura de complexos com ligantes em ponte:
Muitos complexos apresentam ligantes em ponte e a nomenclatura se torna um
pouco mais complexa e também o cálculo do Nox dos metais associados a esses
ligantes pode ser mais trabalhoso. Normalmente usa-se a letra grega m (mi) para indicar
um ligante em ponte. Quando esse ligante (que chamaremos aqui de L) está ligado a
partes iguais (M - L - M), usa-se prefixos como bis, tris, tetraquis etc para indicar o
número de partes iguais existentes. Veja alguns exemplos:
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OBS: No primeiro exemplo há também um ligante quelante - o
dietilenodiamino
Veja a seguir outros exemplos:
[Cd(SCN)4] 2+ = Tetratiocianatocádmio (II)
[Zn(NCS)4] 2+ = Tetraisotiocianatozinco (II)
[(NH3)5Cr - OH - Cr(NH3)5] Cl5 = Cloreto de m -hidroxo -
bis[pentaminocromo (III)
H [Co(CO)4] = Tetracarbonilcobaltato (-I) de hidrogênio
NH4 [Co(SO3)2(NH3)4] = Tetraaminodissulfitocobaltato (III) de amônio
Cis - [PtCl2(Et3P)2] = Cis - diclorodi(trietilfosfino)platina (II)
[(NH3)5Cr - O2 - Cr(NH3)5] 4+ = m -peroxo - bis[pentaminocobalto (III)
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