Compostos de Coordenação - Nomenclatura

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  • tom Anselmo de Oliveira

    Ademir Oliveira da Silva

    Diversidade Qumica do AmbienteD I S C I P L I N A

    Autores

    aula

    07

    Histria e nomenclatura dos compostos de coordenao

  • Aula 07 Diversidade Qumica do Ambiente

    Governo Federal

    Presidente da RepblicaLuiz Incio Lula da Silva

    Ministro da EducaoFernando Haddad

    Secretrio de Educao a Distncia SEEDRonaldo Motta

    Universidade Federal do Rio Grande do Norte

    ReitorJos Ivonildo do Rgo

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    Secretria de Educao a DistnciaVera Lcia do Amaral

    Secretaria de Educao a Distncia- SEDIS

    Coordenadora da Produo dos MateriaisClia Maria de Arajo

    Coordenador de EdioAry Sergio Braga Olinisky

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    Sandra Cristinne Xavier da Cmara

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    IlustradoraCarolina Costa

    Editorao de ImagensAdauto HarleyCarolina Costa

    DiagramadorBruno de Souza Melo

    Adaptao para Mdulo MatemticoThaisa Maria Simplcio LemosPedro Gustavo Dias Digenes

    Imagens UtilizadasBanco de Imagens Sedis (Secretaria de Educao a Distncia) - UFRN

    Fotografias - Adauto HarleyMasterClips IMSI MasterClips Collection, 1895 Francisco Blvd,

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    Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste material pode ser utilizada ou reproduzida sem a autorizao expressa da UFRN -

    Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

    Diviso de Servios Tcnicos

    Catalogao da publicao na Fonte. UFRN/Biblioteca Central Zila Mamede

    Silva, Ademir Oliveira da.

    Diversidade qumica do ambiente / Ademir Oliveira da Silva, Otom Anselmo de Oliveira. Natal, RN, :

    EDUFRN, 2006.

    292 p. : il

    1. cidos 2. xidos. 3. Sais. 4. Complexos. I. Oliveira, Otom Anselmo. II. Ttulo.

    ISBN 978-85-7273-333-5 CDU 54-31RN/UF/BCZM 2006/85 CDD 661.2

  • Aula 07 Diversidade Qumica do Ambiente Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste material pode ser utilizada ou reproduzida sem a autorizao expressa da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

    Apresentao

    Nesta aula, iniciaremos os estudos dos compostos de coordenao, abordando aspectos histricos e apresentando as regras usadas para representao atravs de frmulas e nomenclatura de tais compostos.

    Esses compostos podem ser inicos ou no inicos, e as espcies qumicas coordenadas que os constituem podem ser definidas como espcies formadas por um tomo central (que geralmente um metal) ligado por meio de ligaes coordenativas a um conjunto de ons, molculas ou tomos, formando estruturas catinicas ou aninicas como o [Cu(NH

    3)4]2+

    e o [Fe(CN)6]4 ou estruturas no inicas como o [F

    3BNH

    3] e o [Zn(NH

    3)2Cl

    2].

    Quando essas espcies so inicas, recebem a denominao genrica de ons complexos, em virtude da complexidade das suas frmulas, e os sais formados por esses ons como o [Cu(NH

    3)4]Cl

    2 e o K

    4[Fe(CN)

    6], por exemplo so chamados de sais complexos. Quando

    as espcies coordenadas so neutras como o [F3BNH3] e o [Zn(NH3)2Cl2] , recebem a denominao genrica de adutos.

    Nas interaes entre os constituintes dos ons complexos ou dos adutos, o tomo central quase sempre funciona como cido de Lewis, enquanto os grupos a ele ligados funcionam como bases de Lewis, e essas bases recebem a denominao genrica de ligantes.

    Pelas particularidades que os compostos de coordenao apresentam, o seu estudo (que ora se inicia) continuar at a aula 15 desta disciplina, e logo voc perceber a importncia desse tipo de composto em laboratrio ou em processos que acontecem na natureza.

    ObjetivosAo concluir esta aula, voc dever conhecer aspectos histricos importantes sobre os compostos de coordenao, descrever os seus constituintes e algumas das suas propriedades gerais, e aplicar as regras utilizadas para se formular e nomear esses compostos.

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    GeneralidadesOs compostos de coordenao esto presentes num nmero incalculvel de reaes

    que ocorrem em temperaturas no muito elevadas e, para se ter uma idia da importncia destes, basta dizer que:

    n a respirao, ou seja, a troca do gs carbnico pelo oxignio no organismo, tem como responsvel maior a hemoglobina o pigmento vermelho do sangue que um complexo que tem o ferro (II) como elemento central;

    n a fotossntese, um dos processos vitais para os vegetais e, indiretamente, para os seres vivos em geral, feita pela clorofila (a qual, entre outros aspectos, aparece como o pigmento verde das plantas), que tambm um complexo cujo elemento central o magnsio;

    n a produo do polietileno, que um dos plsticos mais usados no mundo, seria invivel se os catalisadores de Ziegler-Natta (compostos de coordenao capazes de polimerizar o eteno) no tivessem sido criados.

    Esses fatos, associados a outros de grande importncia para a sociedade, fizeram com que a maior parte dos trabalhos realizados sobre Qumica Inorgnica em dcadas recentes tivesse como tema os compostos de coordenao.

    Tais estudos, juntamente com outros realizados ao longo do tempo, mostraram que as propriedades desses compostos variam bastante, verificando-se, por exemplo, que:

    a) quando em soluo, alguns se dissociam em suas espcies constituintes, enquanto outros permanecem com seus ligantes ligados aos metais;

    b) na forma pura, alguns so estveis apenas a baixas temperaturas, enquanto outros mantm suas identidades mesmo a altas temperaturas, podendo at serem volatilizados;

    c) alguns dos compostos que tm elementos de transio como tomo central so paramagnticos, enquanto aqueles que tm elementos representativos como tomo central so sempre diamagnticos;

    d) muitos dos compostos que so formados pelos metais de transio so coloridos (o fenmeno do aparecimento de cores ser estudado na aula 10 desta disciplina Teoria do campo cristalino TCC), enquanto os formados pelos elementos representativos so brancos.

    Apesar dessas diferenas, existe suficiente convergncia nos mtodos de preparao, nas estruturas e no comportamento qumico, o que permite estudar esses compostos como constituintes de uma classe de substncias. Continuaremos a fazer isso nesta disciplina, abordando os diversos temas e seguindo a ordem cronolgica das suas ocorrncias, sempre que possvel.

    paramagnticos

    O paramagnetismo indica a existncia de eltrons

    desemparelhados, o que pode acontecer nos elementos de

    transio.

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    Um pouco de histria sobre os compostos de coordenao

    No existe consenso entre os historiadores da Qumica sobre a data de descoberta do primeiro composto de coordenao. No entanto, se os corantes base de alizarina forem considerados como compostos de coordenao, essa descoberta remonta aos tempos bblicos. Se a referncia for descrio com base em conhecimentos mais consistentes, o primeiro composto de coordenao passa a ser um sal do on tetramincobre(II), [Cu(NH3)4]

    2+

    , descrito por Andras Libau, ou Libavius (1540-1616), em 1597, no livro Alchemia de sua autoria, que considerado o primeiro texto de Qumica. Existem, ainda, alguns estudiosos que consideram o azul da Prssia, Fe4[Fe(CN)6]3, sintetizado por Diesbach em 1704, como o primeiro composto de coordenao a ter sua sntese reportada.

    Porm, os primeiros compostos de coordenao sintetizados e estudados sistematicamente foram o [Pd(NH3)4][PdCl4], o [Co(NH3)6]2(C2O4)3], o K3[Fe(CN)6] e o [Pt(NH3)4][PtCl4], descobertos, respectivamente, em 1813, 1822, 1822 e 1928.

    A descrio desses compostos despertou bastante interesse, motivando muitos pesquisadores a iniciarem estudos sobre compostos desse tipo. Como resultado, os qumicos comearam a definir mtodos de sntese e a descrever algumas propriedades de tais compostos. Porm, a princpio, tanto a ocorrncia como as propriedades observadas pareciam fatos isolados e, muitas vezes, eram discordantes de um composto para outro.

    Na primeira fase dos estudos, no sculo XIX, qumicos de renome, como Gustav Magnus, Willian C. Zeise, Thomaz Grahan, Carl E. Claus, Christian W. Blonstrand e Sophius Jorgensen, realizaram vrios trabalhos sobre compostos de coordenao. Em 1856, com um trabalho mais sistemtico, Oliver Wolcot Gibbs e Fraderick Augustus Genth publicaram uma monografia descrevendo 35 compostos amino-coblticos inditos at ento. Assim, foram sendo acumuladas informaes que levaram os qumicos a perceber que os compostos de coordenao integravam uma classe especial de substncias.

    Nessa poca, os qumicos tinham como uma de suas preocupaes explicar como os tomos se ligavam para formar as substncias, do que resultou a criao da teoria da valncia (estudada na aula 8 da disciplina Arquitetura Atmica e Molecular Ligaes qumicas: como se formam). Nesse contexto, os compostos de coordenao passaram a ser vistos como um importante campo de estudo para o entendimento da ligao qumica. Com isso, muitos qumicos, entre os quais Berzerlius e Kekul, dedicaram-se ao estudo desse