Com base no conceito de Pearson, responda os itens a seguir, justificando sua resposta:
O ion
terá reação quimica favorecida com
ou
?
O ion
Passo 1
O que o enunciado pede: decidir, com base no conceito de Pearson (HSAB), se o íon
terá reação química favorecida com
ou com
, justificando a escolha.
Informações dadas (tirei diretamente do enunciado): as espécies envolvidas são ,
e
. A pergunta é qualitativa: qual interação é energeticamente mais favorecida segundo Pearson?
Informações dadas (tirei diretamente do enunciado): as espécies envolvidas são
Passo 2
Explicando o conceito de Pearson (HSAB) passo a passo, do jeitinho que você precisa decorar e aplicar na prova.
- A ideia central do princípio Hard and Soft Acids and Bases (HSAB) é classificar ácidos e bases em “duros” (hard) e “moles”/“macios” (soft).
- Regra prática (a regra de Pearson): “hard prefere hard; soft prefere soft”. Ou seja, interações ácido–base são mais estáveis quando ambas as partes têm caráter parecido.
- Critérios para classificar:
- Ácidos duros: pequenas cargas efetivas, alto valor de carga por raio (alta densidade de carga), pouco polarizáveis; exemplos típicos:
, , . - Ácidos moles: maiores, mais polarizáveis, frequentemente com elétrons d bem ocupados; exemplos:
, . - Bases duras: pequenas, pouco polarizáveis, doadores com elétrons bem localizados (átomos mais eletronegativos, por ex. O e N); exemplos:
, . - Bases moles: grandes, muito polarizáveis, doadores com elétrons difusos (S, P, ligações pi); exemplos:
, (fósforos).
- Ácidos duros: pequenas cargas efetivas, alto valor de carga por raio (alta densidade de carga), pouco polarizáveis; exemplos típicos:
- Como aplicar em poucos passos na prova: 1) classificar o ácido (a espécie metálica) por carga/raio/polarizabilidade; 2) classificar o ligante/doador (N vs P) por tamanho e polarizabilidade; 3) usar “hard + hard → favorecido” e “soft + soft → favorecido”.
Passo 3
Classificando
.
- Pense nas características de
: é um cátion de 1ª série de transição em estado +2, com raio iônico relativamente pequeno e carga dupla. Esses fatores indicam densidade de carga relativamente alta e baixa polarizabilidade. - Conclusão prática (com base em densidade de carga e polarizabilidade):
é um ácido do tipo duro a borderline (tende a ser duro). Em linguagem de prova: trate como um ácido relativamente duro.
Passo 4
Classificando
e
.
-
: o par eletrônico doador está no átomo de nitrogênio, que é pequeno, relativamente eletronegativo e pouco polarizável. Isso caracteriza uma base dura. Além disso, é um ligante muito comum e “forte” para cátions de primeira série (formando aminas e complexos amina-metal). -
: o par doador está em fósforo, que é maior e muito mais polarizável; é menos basicamente protônica em água e é considerado um ligante mais “mole” (ou pelo menos mais polarizável) comparado com . Em termos HSAB, é mais mole/soft que .
Passo 5
Aplicando a regra HSAB para decidir qual reação é favorecida.
- Temos:
(ácido relativamente duro) e duas bases: (base dura) e (base mais mole). - Pelo princípio “hard prefere hard”, a interação mais favorável é
. Logo, a coordenação/reação entre e é energeticamente mais favorecida do que entre e . - Observação prática/suporte experimental: cátions de primeira série formam com frequência complexos amina (ex.: complexos aquo substituídos por amônia), enquanto fosfinas (
/ ) ligam muito melhor a metais mais “moles” como , , etc.
Passo 6
Dicas rápidas para a prova (resumindo o procedimento):
- Verifique carga e tamanho do íon metálico: carga alta e raio pequeno → ácido duro.
- Olhe o átomo que doa o par: N e O costumam ser bases duras; P e S costumam ser bases mais moles.
- Aplique “hard + hard → favorecido” e “soft + soft → favorecido”.
- Se tiver dúvida, lembre-se de exemplos típicos: aminas ligam bem a metais da 1ª série; fosfinas ligam bem a metais nobres de baixa polarizabilidade.