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Química dos Compostos de Coordenação. Gabriel Varela Monteiro Lino – 15731 Giuliano Lembo Caterina – 15732 Engenharia De Produção Mecânica, 2008 Universidade Federal de Itajubá. Complexos Metálicos. Definição: união de um íon metálico central a um grupo de moléculas ou íons vizinhos

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qu mica dos compostos de coordena o

Química dos Compostos de Coordenação

Gabriel Varela Monteiro Lino – 15731

Giuliano Lembo Caterina – 15732

Engenharia De Produção Mecânica, 2008

Universidade Federal de Itajubá

complexos met licos
Complexos Metálicos
  • Definição: união de um íon metálico central a um grupo de moléculas ou íons vizinhos
  • Os compostos que contém complexos são conhecidos como compostos de coordenação
  • As moléculas ou íons que circundam o íon metálico em um complexo são conhecidos como ligantes
teoria de werner
Teoria de Werner
  • Werner propôs que os íons metálicos possuem valência primária e secundária
  • O metal central e os ligantes unidos a ele constituem a esfera de coordenação do complexo, que deve estar entre colchetes na apresentação da fórmula química
  • A Teoria de Werner explica o fato de haver duas formas distintas de arranjar os ligantes em um composto chamadas cis e trans, resultando em diferentes cores para os complexos.
liga o metal ligante
Ligação Metal – Ligante
  • Exemplo de interação entre uma base de Lewis e um ácido de Lewis
  • Altera profundamente as propriedades físicas e químicas observadas para o íon metálico e os ligantes
cargas n mero de coordena o e geometrias
Cargas, número de coordenação e geometrias
  • A carga de um complexo é a soma das cargas do metal central e de seus ligantes circundantes
  • O número de coordenação de um íon metálico é geralmente influenciado pelos tamanhos relativos do íon metálico e dos ligantes circundantes
  • Complexos tetracoordenados têm duas geometrias comuns: quadrática plana e tetraédrica
    • Tetraédrica é a mais comum das duas, estando particulamente presentes entre os metais que não são de transição
    • Quadrática Plana é característica de íons de metais de transição com oito elétrons d no nível de vâlencia
    • Complexos hexacoordenados possuem geometria octaédrica
exemplos de geometrias
Exemplos de geometrias

Tetraédrica

Quadrática Plana

Octaédrica

ligantes monodentados e polidentados
Ligantes Monodentados e Polidentados
  • Ligantes monodentados possuem um único átomo doador e ocupam apenas um sítio em uma esfera de coordenação.Ex:NH3
  • Ligantes polidentados têm dois ou mais átomos doadores, consequentemente ocupando dois ou mais sítios de coordenação.São também conhecidos como quelantes.
    • Bidentado: etilenodiamina
    • Polidentado: EDTA
efeito quelato
Efeito Quelato
  • Definição
  • Exemplo:
agentes sequestradores
“Agentes Sequestradores”
  • EDTA X ìons metálicos que catalisam reações de decomposição
  • Remoção de íons prejudiciais à saúde(Hg²+, Pb ²+, Cd ²+)
  • Captura de íons metálicos essenciais à vida de líquens e musgos
porfirina
Porfirina
  • Um dos agentes quelantes mais importantes da natureza são os derivados da molécula de porfirina
  • Os complexos derivados da porfirina são chamados porfirinas. Dos mais importantes estão o heme(contém Fe ²+) e a clorofila que contém Mg ²+)
    • O grupo heme está presente na mioglobina, encontrada nas células do músculo esquelético e também na hemoglobina, proteína que transporta oxigênio no sangue humano
    • A clorofila é um processo chave na conversão da energia solar em formas que podem ser usadas por organismos vivos,processo chamado fotossíntese
batalha pelo ferro nos sistemas vivos
Batalha pelo ferro nos sistemas vivos
  • Apesar de ser essencial à vida humana o ferro apresenta dificuldade de assimilação no organismo devido à sua baixa solubilidade em água
  • Porém na presença de um ligante chamado sideroforo ,que é sintetizado por microorganismos, o ferro torna-se solúvel em água
  • Esse ligante ao invés de se tornar a solução para a anemia ferropriva criou um novo problema
nomenclatura de qu mica de coordena o
Nomenclatura de Química de Coordenação
  • Nos sais dá- se o nome do ânion antes do nome do cátion seguido da palavra “de”.
  • Em um íon ou molécula complexa, os ligantes recebem os nomes antes do metal e são relacionados em ordem alfabética, independentemente de carga.
  • Os nomes dos ligantes aniônicos terminam com a letra “o”, enquanto os neutros ordinários possuem o nome das moléculas
  • Os prefixos gregos são usados para indicar o número de cada tipo de ligante quando mais de um estiver presente
  • Se um complexo for ânion, seu nome termina em _ato
  • O número de oxidação do metal é dado em parentêses em algarismos romanos
isomerismo
Isomerismo
  • Isomeros – O que são?
  • Classificados em dois tipos:

Isômeros estruturais (ligações diferentes)Estereoisômeros (mesmas ligações, diferentes arranjos espaciais)

isomerismo estrutural
Isomerismo Estrutural
  • Isomerismo de ligação: o ligante pode se coordenar ao metal de duas maneiras diferentes. Ex: NO2 ¯
  • Isomerismo de esfera de coordenação:diferem dos ligantes diretamente ligados ao metal, em oposição a estar fora da esfera de coordenação na rede sólida. Ex: [CrCl3(H2O)6] ; existindo neste caso 3 formas comuns: [Cr(H2O)6]Cl3;[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O; [Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O
estereoisomerismo
Estereoisomerismo
  • É a forma mais importante de isomerismo.
  • Estereoisomeros possuem as mesmas ligações químicas mas diferem nos arranjos espaciais.
  • Classificados em dois tipos: Geométrico e Óptico
isomerismo geometrico
Isomerismo Geometrico
  • Definição ?
  • Obs.: Como todos os vértices de um tetraedro são adjacentes entre si,o isomerismo cis-trans não é observado em complexos tetraédricos.
isomerismo tico
Isomerismo Ótico

- São capazes de desviar a luz polarizada.

- Caso o isômero óptico provoque o giro da luz polarizada para a direita, o enantiômero é denominado dextrógiro (D,+). Caso o enantiômero provoque o giro da luz polarizada para a esquerda, o composto é denominado levógiro (L,); A mistura dos dois chama mistura racêmica.

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Cor
  • Para que um composto tenha cor, ele deve absorver luz visível.
  • Luz visível ?
  • A energia de uma radiação magnética é inversamente proporcional ao seu comprimento de onda:
  • E = h. ƒ = h. (c/λ)
magnetismo
Magnetismo
  • É importante se estudar cores e propriedades magnéticas dos complexos de metais de transição para o desenvolvimento de modelos modernos para a ligação metal-ligante.
  • Muitos complexos de metais de transição exibem paramagnetismo simples. Neles , os íons metálicos individuais possuem certo número de elétrons desemparelhados.
teoria do campo cristalino
Teoria do Campo Cristalino

·Ligação ente ligantes e um íon metálico, onde supõe-se que o único efeito dos ligantes seja criar um campo eletrostático em torno dos orbitais “d” do íon metálico.

· Energia de desdobramento de campo cristalino (∆q):

É a diferença de energia entre os grupos de orbitais.

· A série espectroquímica relaciona os ligantes em ordem de suas habilidades de desdobrar as energias dos orbitais “d” em complexos octaédricos

Cl¯ < F¯ < H2O < NH3 < en < NO2¯ (ligado por N) < CN¯

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A energia necessária para adicionar um quarto elétron a um orbital t2 de mais baixa energia é chamada de energia de emparelhamento de spin.
  • Os elétrons “d” a seguir preferencialmente se emparelham nos orbitais de mais baixa energia, produzindo um complexo de spin baixo.
  • Quando os elétrons ocupam orbitais d de energia mais alta de preferência a emparelharem-se no conjunto de orbitais de mais baixa energia, têm-se um complexo de spin alto.
refer ncias bibliogr ficas
Referências Bibliográficas
  • Química: A Ciência Central. 9ª edição. Brown, Theodore L.; LeMay, H. Eugene Jr.; Bursten, Bruce E.; Burdge, Julia R