O complexo de coordenação
é amplamente utilizado em catálise industrial, especialmente em processos de hidrogenação e em reações de formação de ligações carbono-carbono. Este composto é formado por um íon central Ni ligado a ligantes CO (monodentados).
a) Determine o número de coordenação do metal central (Ni) nesse complexo e descreva a geometria esperada para este composto.
b) Com base no número de coordenação, explique por que a geometria desse complexo é importante para suas aplicações em catálise.
a) Determine o número de coordenação do metal central (Ni) nesse complexo e descreva a geometria esperada para este composto.
b) Com base no número de coordenação, explique por que a geometria desse complexo é importante para suas aplicações em catálise.
Passo 1
O enunciado trata do complexo de coordenação
, em que o níquel está ligado a ligantes monodentados de CO. Pedem (a) o número de coordenação do metal central e a geometria esperada e (b) a importância dessa geometria para aplicação em catálise. O conteúdo envolvido é química de coordenação, híbridos e regra dos 18 elétrons.
Passo 2
Para determinar o número de coordenação contamos quantos ligantes se ligam diretamente ao metal. Em
há quatro moléculas de CO cada uma doando um par de elétrons ao Ni. Logo,
Passo 3
Com quatro pares de elétrons ao redor de Ni e considerando a teoria de hibridização, o átomo de Ni adota híbridos do tipo
, que se arranjam no espaço de modo a minimizar repulsões segundo a teoria VSEPR, resultando em uma geometria
Passo 4
A geometria tetraédrica confere ao complexo características cruciais para catálise:
- Distribuição simétrica dos ligantes, deixando o Ni saturado em termos de elétrons (regra dos 18 elétrons) mas ainda suficientemente labial para trocar CO por substratos reactivos.
- A baixa densidade eletrônica dirigida em cada sítio facilita a aproximação de reagentes e a formação de intermediários de coordenação, acelerando etapas de ativação de ligações
, ou de insaturações.
Resposta
a) O número de coordenação é
e a geometria é tetraédrica.
b) Essa geometria tetraédrica, combinada com a saturação eletrônica pelo regime de 18 elétrons e a natureza labial dos ligantes CO, facilita a substituição de CO por reagentes e torna o sítio metálico acessível para etapas-chave de catálise.
b) Essa geometria tetraédrica, combinada com a saturação eletrônica pelo regime de 18 elétrons e a natureza labial dos ligantes CO, facilita a substituição de CO por reagentes e torna o sítio metálico acessível para etapas-chave de catálise.