Descreva a geometria octaédrica em compostos de coordenação, indicando o número de coordenação e exemplos típicos de ligantes.
Passo 1
O enunciado pede que eu descreva a geometria octaédrica em compostos de coordenação, indicando o número de coordenação e dando exemplos típicos de ligantes.
Informações que temos diretamente do enunciado: (i) quer-se uma descrição da geometria octaédrica; (ii) quer-se indicar o número de coordenação associado; (iii) quer-se listar exemplos típicos de ligantes que formam essa geometria. Nada mais foi fornecido, então vou explicar passo a passo o que é preciso saber para reconhecer e justificar a geometria octaédrica em uma prova.
Informações que temos diretamente do enunciado: (i) quer-se uma descrição da geometria octaédrica; (ii) quer-se indicar o número de coordenação associado; (iii) quer-se listar exemplos típicos de ligantes que formam essa geometria. Nada mais foi fornecido, então vou explicar passo a passo o que é preciso saber para reconhecer e justificar a geometria octaédrica em uma prova.
Passo 2
O que é “número de coordenação” (explicação didática, sem pular etapas).
O número de coordenação é simplesmente a contagem de átomos (ou grupos) de ligante ligados diretamente ao átomo central metálico. Pense nisso como “quantas cadeiras ao redor do metal estão ocupadas”. Em notação, escrevemos o número de coordenação como um inteiro; a geometria octaédrica corresponde ao número de coordenação .
Exemplo prático: em há seis moléculas de água ligadas ao ferro, logo o número de coordenação é
.
O número de coordenação é simplesmente a contagem de átomos (ou grupos) de ligante ligados diretamente ao átomo central metálico. Pense nisso como “quantas cadeiras ao redor do metal estão ocupadas”. Em notação, escrevemos o número de coordenação como um inteiro; a geometria octaédrica corresponde ao número de coordenação
Exemplo prático: em
Passo 3
Descrição geométrica do octaedro (posição dos ligantes e ângulos).
Num octaedro regular os seis ligantes ocupam os vértices de um octaedro central, ou seja, colocam-se ao longo dos eixos coordenados: em direções . As características geométricas úteis para a prova:
Num octaedro regular os seis ligantes ocupam os vértices de um octaedro central, ou seja, colocam-se ao longo dos eixos coordenados: em direções
- Entre ligantes adjacentes o ângulo de ligação é
. - Entre ligantes opostos o ângulo é
. - Se todos os seis ligantes e as distâncias metal–ligante forem iguais, chamamos de octaedro regular; variações dão um octaedro distorcido.
Passo 4
Tipos de ligantes que formam octaedros: categorias e exemplos típicos (explicação didática).
Ligantes podem ser classificados por como se ligam ao metal:
Ligantes podem ser classificados por como se ligam ao metal:
- Monodentados (doam um par de elétrons): exemplos neutros como
e ; exemplos aniônicos como , , . Esses frequentemente ocupam cada um um “assento” do octaedro. - Bidentados (doam dois pares, formam quelatos): exemplos típicos
(etilenodiamina), (oxalato), (2,2’-bipiridina). Um ligante bidentado ocupa duas posições do octaedro. - Polidentados maiores (ex.:
) podem preencher múltiplas posições, frequentemente resultando em CN também.
Dica prática para prova: quando virou em um composto, imediatamente pense que eles podem gerar um arranjo octaédrico se o metal aceitar CN .
Passo 5
Exemplos concretos de complexos octaédricos e o que observar neles.
-
: coordenação , ligantes neutros , geralmente complexo de alto spin se . -
: coordenação , ligantes neutros , octaédrico simétrico. -
(ou dependendo do estado de oxidação): coordenação , é ligante forte (grande separação de níveis), frequentemente complexo de baixo spin. -
: três ligantes bidentados ocupam as seis posições; este é um exemplo clássico de octaedro quelato e pode apresentar isomeria óptica (formas e ). -
: formalmente octaédrico, mas frequentemente distorcido por efeito Jahn–Teller (ver próximo passo).
Passo 6
Distorções do octaedro: por que ocorrem e como identificá-las (explicação didática).
Nem todo complexo “6-coord” é um octaedro perfeito. Causas de distorção:
Nem todo complexo “6-coord” é um octaedro perfeito. Causas de distorção:
- Efeito Jahn–Teller: ocorre quando há degenerescência eletrônica em orbitais ocupados de forma assimétrica (ex.: configuração
em ). Resultado prático: alongamento ou compressão tetragonal — dois ligantes ficam mais distantes (ou mais próximos) do metal. Exemplos: geralmente apresenta alongamento axial. - Tensões de ligação vindas de ligantes grandes/quelatos ou diferenças nos tamanhos dos ligantes também causam distorção.
Como reconhecer na prova: se dados comprimentos diferentes M–L ou nota-se diferença óbvia entre ligações axiais e equatoriais, anote “octaedro distorcido (Jahn–Teller ou tensão estérica)”.
Passo 7
Noções eletrônicas úteis na prova: campo cristalino octaédrico e consequências (aula curta).
- Em geometria octaédrica os cinco orbitais d do metal se dividem em dois grupos devido ao campo criado pelos ligantes: triplo degenerados
(mais baixos em energia) e duplo degenerados (mais altos). A separação entre esses níveis chama-se . - A magnitude de
depende do ligante: ligantes fortes (ex.: ) aumentam e favorecem estados de baixo spin; ligantes fracos (ex.: ) dão menor e favorecem alto spin quando isso compete com a energia de emparelhamento. - Consequência prática: ao ver
em um complexo octaédrico, pense em baixo spin; com pense em alto spin para muitos metais de transição.
Passo 8
Como descrever/justificar octaedro numa prova em poucos passos (estratégia prática).
- Conte quantos átomos do ligante estão ligados ao metal → se for
, considere octaedro. - Verifique se há ligantes monodentados ou polidentados que somam seis pontos de doação (ex.: 3 ligantes bidentados = 6).
- Descreva a posição: “ligantes nos eixos
; ângulos e ”. - Se dados espectroscópicos ou eletrométricos estiverem presentes, mencione
e se é provável alto/baixo spin. - Se houver comprimentos diferentes, justifique como distorção por Jahn–Teller ou por estérica.
Passo 9
Exemplos extras e notas que valem ponto na prova (dicas rápidas, amigáveis).
- Cite complexos clássicos:
, , , , . Use as fórmulas para mostrar que você reconhece CN . - Mencione isomeria quando houver ligantes polidentados (ex.:
apresenta enantiômeros — isso rende bastante pontinho). - Se o problema pede uma representação, desenhe rapidamente o metal no centro e seis ligantes nos eixos; escreva os ângulos
e .
Resposta
Geometria octaédrica: ligantes ocupam seis vértices de um octaedro (posições
); ângulos entre ligantes adjacentes
e entre opostos
.
Número de coordenação: .
Exemplos típicos de ligantes: monodentados neutros ; monodentados aniônicos
; bidentados
; polidentados como
também podem dar CN
.
Exemplos de complexos octaédricos: ,
,
,
,
(este último frequentemente distorcido por efeito Jahn–Teller).
Número de coordenação:
Exemplos típicos de ligantes: monodentados neutros
Exemplos de complexos octaédricos: