Classifique os ácidos ou bases em cada conjunto em ordem crescente de dureza esperada.
Passo 1
O enunciado pede para classificar, em ordem crescente de dureza esperada, os três ácidos (ou espécies de Al) dados:
,
e
.
Informações relevantes que temos diretamente do enunciado: as três espécies contêm o mesmo metal em (formalmente) oxidação (alumínio trivalente) e diferem apenas pelo ligante ligado ao alumínio:
,
ou
(grupo metila).
Informações relevantes que temos diretamente do enunciado: as três espécies contêm o mesmo metal em (formalmente) oxidação
Passo 2
O que significa “dureza” aqui (HSAB)?
- Conceito: ácidos e bases de Pearson são classificados como “duros” (hard) ou “moles” (soft). Hard = pouco polarizável, pequeno, alta densidade de carga; soft = altamente polarizável, maior, mais facilmente deformável electronicamente.
- Preferência: hard prefere hard; soft prefere soft.
- Fatores que influenciam a dureza de um ácido de coordenação (como
ligado a vários ligantes): carga e tamanho do centro metálico (igual aqui), e sobretudo a natureza do ligante — sua eletronegatividade, polarizabilidade e caráter iônico/covalente da ligação.
Passo 3
Estratégia prática para comparar
: como o alumínio está na mesma valência em todos os casos, a diferença de dureza virá dos ligantes
. Dois atributos importantes dos ligantes são:
- eletronegatividade (quanto maior, mais retiradora de elétrons e tende a produzir sítios metálicos mais “duros”);
- polarizabilidade / caráter covalente (ligantes mais polarizáveis e covalentes tornam a espécie global mais “mole”).
Para referência rápida, valores aproximados de eletronegatividade (Paulings):
,
,
. Esses números nos ajudam a ver que
é muito mais eletronegativo que
ou um carbono ligado a um metil.
Passo 4
Análise de
:
-
é pequeno e muito eletronegativo ( ), formando ligações fortemente polarizadas/ iônicas com alumínio. -
tende a comportamento iônico e redes poliméricas com pouca polarizabilidade local.
Conclusão:será a espécie mais dura do trio (menor polarizabilidade, alta densidade de carga efetiva no sítio Al).
Passo 5
Análise de
:
- O grupo metila (
) é menos eletronegativo (carbono ~ ) e é bem polarizável, doa densidade para o alumínio por efeito indutivo e por caráter covalente da ligação Al–C. -
costuma existir como dímero em fase gasosa/condensada, com ligações de ponte que aumentam o caráter covalente e a polarizabilidade da espécie.
Conclusão:é a espécie mais mole (soft) do conjunto.
Passo 6
Análise de
:
- Hidreto (
) tem eletronegatividade intermediária ( ), é pequeno e menos polarizável que um grupo metila, mas também muito menos eletronegativo que o flúor. -
mostra ligações com caráter parcial covalente e pode formar estruturas poliméricas com pontes hidreto, ficando entre o comportamento fortemente iônico de e o covalente/polarizável de .
Conclusão:é intermediário em dureza entre e .
Passo 7
Juntando tudo: menor dureza (mais mole) será
; em seguida
(intermediário); maior dureza (mais hard) será
. Uma forma curta de lembrar: ligantes muito eletronegativos e pequenos (F) → tornam o ácido mais hard; ligantes volumosos/polarizáveis e doadores (Me) → tornam o ácido mais soft.