Considere o complexo \left[\mathrm{Ni}(\mathrm{en})_{3}\right]^{2+}.
a- Qual o seu nome?
b- Indique o número de oxidação da espécie central, o número de coordenação e a geometria adotada.
c- Indique quantos anéis quelatos possui a molécula e quantos átomos há em cada anel. en =\mathrm{H}_{2} \mathrm{NCH}_{2} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{NH}_{2}.

Passo 1

O enunciado dá o complexo \left[\mathrm{Ni}(\mathrm{en})_{3}\right]^{2+}, onde \mathrm{en} = \mathrm{H}_{2}\mathrm{NCH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{NH}_{2}.
As perguntas são:
  1. Qual o nome desse complexo?
  2. Indique o número de oxidação da espécie central, o número de coordenação e a geometria adotada.
  3. Quantos anéis quelatos possui a molécula e quantos átomos há em cada anel.

Passo 2

Entendendo o que diz o enunciado (sem resolver ainda): o complexo é um cátion poliatômico \left[\mathrm{Ni}(\mathrm{en})_{3}\right]^{2+}. O ligante \mathrm{en} (etilenodiamina, também chamado de etano-1,2-diamina) é um ligante neutro e bidentado (tem duas átomos doadores: os dois nitrogênios). Há três ligantes \mathrm{en} ligados ao níquel. Essas informações bastam para nomear seguindo regras de nomenclatura de complexos de coordenação e para determinar oxidação, coordenação e geometria.

Passo 3

Como nomear o complexo (parte a): regras básicas que vou usar:
  • Para cátions, o nome do complexo vem antes do nome do contra-íon (aqui não há contra-íon especificado, só o íon complexo).
  • Primeiro vem o nome dos ligantes em ordem alfabética (prefixos multiplicativos como di-, tri- não contam na ordenação por letra; mas eu preciso indicar quantos ligantes usando prefixos especiais quando o ligante é polidentado).
  • Para três ligantes idênticos bidentados, usa-se o prefixo multiplicativo apropriado e, para ligantes com nomes que já têm números ou hífen, utiliza-se a forma sistemática. O nome sistemático do ligante \mathrm{en} é \mathrm{ethane\text{-}1,2\text{-}diamine} (em inglês) ou em português comum diz-se etilenodiamina.
  • Depois do(s) ligante(s) vem o nome do metal com a sua valência em algarismos romanos entre parênteses.
Aplicando: há três ligantes etilenodiamina (cada um bidentado). O prefixo para três é “tris” quando o ligante é polidentado ou quando o nome do ligante já contém hífen ou parêntese. Assim, o nome comum em português fica: tris(etilenodiamina) níquel(II). A forma IUPAC mais sistemática é: tris(etano-1,2-diamina)níquel(II). Como o complexo é iônico e tem carga 2+, podemos indicar também “íon” se quisermos. Portanto o nome desejado é, por exemplo, \text{tris(etilenodiamina) níquel(II)}í (ou \text{tris(etano-1,2-diamina) níquel(II)}í).

Passo 4

Determinar o número de oxidação do metal (parte b, primeiro item): método e cálculo.
  • Regra: a soma das cargas (oxidações) dos componentes do complexo deve igualar a carga total do complexo.
  • O ligante \mathrm{en} é neutro (não carrega carga). Então cada ligante contribui com 0 para a carga total.
  • Seja x o número de oxidação do \mathrm{Ni}. Então
x + 3\cdot 0 = +2
porque a carga total do complexo é +2.
  • Daí
x = +2.
Portanto o número de oxidação do níquel é +2. (Dica prática para prova: ligantes neutros não alteram a carga, ligantes aniônicos somam carga negativa; sempre escreva a equação da soma para não errar.)

Passo 5

Determinar o número de coordenação (parte b, segundo item): conceito e contagem.
  • Definição: número de coordenação é o número de átomos-doador do metal, ou seja, quantos átomos doadores estão efetivamente ligados ao metal.
  • O ligante \mathrm{en} é bidentado: cada molécula de \mathrm{en} doa dois pares eletrônicos (um de cada N) para o metal. Em notação, dizemos que a denticidade de \mathrm{en} é 2.
  • Como existem três ligantes \mathrm{en}, o número total de átomos-doador é
3 \times 2 = 6.
Logo o número de coordenação do \mathrm{Ni} neste complexo é 6.

Passo 6

Determinar a geometria (parte b, terceiro item): por que octaédrica?
  • Regra empírica: íons com número de coordenação 6 geralmente adotam geometria octaédrica (os seis ligantes/dispostos nos vértices de um octaedro em torno do metal).
  • No caso de três ligantes bidentados simétricos como \mathrm{en}, a disposição mais estável e comum é octaédrica, com cada ligante ocupando duas posições adjacentes do octaedro formando ângulos adequados.
  • Conclusão: a geometria adotada é octaédrica (ou seja, geometria de coordenação \mathrm{octaédrica}é).

Passo 7

Quantos anéis quelatos e tamanho de cada anel (parte c): explicação detalhada do que é um anel quelato e contagem.
  • Definição breve: quando um ligante polidentado se liga ao mesmo átomo central por dois (ou mais) átomos doadores formando um ciclo que inclui o metal, esse ciclo é chamado de anel quelato.
  • No caso de \mathrm{en} = \mathrm{H}_{2}\mathrm{NCH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{NH}_{2}, os dois átomos doadores são os dois nitrogênios. Entre esses nitrogênios há duas unidades \mathrm{CH}_{2} ligadas em cadeia. Ao fechar o ciclo com o átomo de níquel, o anel contém os seguintes átomos na sequência: \mathrm{Ni} \mathrm{N} (do primeiro grupo amino) — \mathrm{C} \mathrm{C} \mathrm{N} (do segundo grupo amino) e volta ao \mathrm{Ni}.
  • Contando os átomos do anel: isso dá 5 átomos (o \mathrm{Ni} mais os dois \mathrm{N} e os dois \mathrm{C} do etileno). Em notação:
\text{anél} = \{\mathrm{Ni},\; \mathrm{N},\; \mathrm{C},\; \mathrm{C},\; \mathrm{N}\} \Rightarrow 5\\ \text{átomos}.éá
  • Como há três ligantes \mathrm{en} independentes, cada um forma um desses anéis quelatos. Logo o complexo possui 3 anéis quelatos, cada um com 5 átomos.

Passo 8

Breve reforço prático (dica de prova): memorize que \mathrm{en} é bidentado e forma anéis de 5 membros; três \mathrm{en} em torno de um metal dão número de coordenação 6 e geometria octaédrica. Para nomear use “tris(…)” e escreva a valência do metal em algarismos romanos.

Resposta

a) \text{tris(etilenodiamina) níquel(II)}í (nome sistemático: \text{tris(etano-1,2-diamina) níquel(II)}í).
b) número de oxidação do metal: +2; número de coordenação: 6; geometria: octaédrica.
c) possui 3 anéis quelatos, cada anel contendo 5 átomos.

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