Desenhe as estruturas de complexos representativos que contenham os ligantes:
edta
{ }^{4-}

Passo 1

O enunciado pede que eu desenhe estruturas de complexos representativos que contenham o ligante \mathrm{EDTA}^{4-}.
Informações dadas (explicitadas):
  • O ligante é \mathrm{EDTA}^{4-} (etilenodiamino tetraacetato, totalmente desprotonado).
  • Não há metal especificado, então devo mostrar complexos representativos com metais típicos (ex.: \mathrm{Ca}^{2+}, \mathrm{Fe}^{3+}, \mathrm{Cu}^{2+}).
O que vou entregar: instrução passo a passo para desenhar a estrutura do ligante e como ele coordena a um metal, além de três exemplos de complexos representativos com carga e breve descrição geométrica — tudo explicado de forma didática para você poder desenhar na folha durante a prova.

Passo 2

O que é \mathrm{EDTA}^{4-} e como é a sua fórmula estrutural básica.
  • Nome longo: etilenodiamino tetraacetato.
  • Fórmula condensada (esquemática): \mathrm{(OOC\!-\!CH_2)_2N\!-\!CH_2\!-\!CH_2\!-\!N(CH_2\!-\!COO)_2}. Use essa sequência para visualizar o esqueleto.
  • Doadores: dois átomos de nitrogênio (os das aminas) e quatro oxigênios de carboxilato (cada grupo \mathrm{COO^-}) — total de 6 átomos doadores quando totalmente desprotonado => denticidade hexadentada.
    Explicação curta e essencial: a molécula tem um “esqueleto” etileno -\mathrm{CH_2\!-\!CH_2}- ligando duas nitrogens; cada N carrega duas cadeias acetato -\mathrm{CH_2COO^-}. Assim, cada N fornece um par eletrônico (doação via N) e cada carboxilato fornece um ou dois oxigênios capazes de coordenar (normalmente um oxigênio coordena, o outro participa da ressonância).

Passo 3

Como o \mathrm{EDTA}^{4-} se liga a um metal (conceito passo a passo, para desenhar):
  1. Imagine um átomo de metal \mathrm{M} no centro. O \mathrm{EDTA}^{4-} “envolve” o metal formando até seis ligações coordenadas: duas por nitrogênio e quatro por oxigênios das carboxilatos.
  2. Geometria típica: quando \mathrm{EDTA}^{4-} se comporta como hexadentado ocupa seis sítios de coordenação de um metal de geometria octaédrica (ou deformada). Logo o complexo resultante é geralmente uma esfera de coordenação octaédrica distorcida.
  3. Cada braço amina–acetato forma um anel quelato de cinco átomos (um anel 5-membro) com o metal — esses anéis são responsáveis pela estabilidade (efeito quelato).
Dica prática de desenho: desenhe primeiro o metal como um ponto ou círculo no centro; depois desenhe duas linhas para os nitrogênios (opostos ou ligeiramente deslocados) e quatro linhas para os oxigênios dos carboxilatos, ligando cada uma ao metal com uma linha tracejada ou seta simples indicando “ligação coordenada”.

Passo 4

Instrução detalhada para desenhar o esqueleto do ligante (faça isso primeiro na folha):
  1. Desenhe a unidade central etileno: escreva \mathrm{N\!-\!CH_2\!-\!CH_2\!-\!N} (dois nitrogênios ligados por -\mathrm{CH_2\!-\!CH_2}-). Coloque os dois átomos de N aproximadamente horizontalizados.
  2. Em cada nitrogênio desenhe duas cadeias -\mathrm{CH_2\!-\!COO^-} para cima e para baixo (total de quatro braços acetato). Cada braço termina em \mathrm{COO^-}. Use a notação \mathrm{O^{-}} nos oxigênios para lembrar da carga.
  3. Identifique os seis átomos doadores: escreva \mathrm{N_1, N_2} e \mathrm{O_{a1}, O_{a2}, O_{b1}, O_{b2}} (quatro oxigênios dos carboxilatos). Isso facilita depois ligar ao metal.
Observação visual: cada braço N–CH2–COO^- mais o N central forma um anel de cinco membros quando coordenado ao metal (contando o átomo de metal no anel).

Passo 5

Desenhando o complexo genérico e calculando cargas (fórmula útil para provas):
  • Complexo genérico: \bigl[\mathrm{M}(\mathrm{EDTA})\bigr]^{q} onde a carga q é dada por
q = z + (-4)
em que z é a carga (número de oxidação) do metal \mathrm{M}^{z+}. Ou seja, q = z-4.
Exemplos práticos (calcule mentalmente durante a prova):
  • Se \mathrm{M}=\mathrm{Ca}^{2+} então q=2-4=-2 e o complexo é \bigl[\mathrm{Ca}(\mathrm{EDTA})\bigr]^{2-}.
  • Se \mathrm{M}=\mathrm{Fe}^{3+} então q=3-4=-1 e o complexo é \bigl[\mathrm{Fe}(\mathrm{EDTA})\bigr]^{-}.
  • Se \mathrm{M}=\mathrm{Cu}^{2+} então q=2-4=-2 e o complexo é \bigl[\mathrm{Cu}(\mathrm{EDTA})\bigr]^{2-}.

Passo 6

Exemplo 1 — desenhando \bigl[\mathrm{Ca}(\mathrm{EDTA})\bigr]^{2-}:
  1. Centro: desenhe \mathrm{Ca}^{2+} (ou apenas \mathrm{Ca} no centro e escreva a carga total do complexo depois).
  2. Ligar os dois nitrogênios ao cálcio com linhas coordenadas (N→Ca).
  3. Ligar quatro oxigênios (cada um de um \mathrm{COO^-}) ao cálcio. Desenhe os quatro braços de carboxilato curvados de modo a “abraçar” o cátion, formando quatro pequenas fitas que terminam nos oxigênios coordenados.
  4. Escreva a carga do complexo: \bigl[\mathrm{Ca}(\mathrm{EDTA})\bigr]^{2-}. Geometria: octaédrica/distorcida.
Exemplo 2 — desenhando \bigl[\mathrm{Fe}(\mathrm{EDTA})\bigr]^{-}:
  1. Centro: desenhe \mathrm{Fe}^{3+} no meio.
  2. Mesmo procedimento: dois N e quatro O coordenando.
  3. Escreva a carga: \bigl[\mathrm{Fe}(\mathrm{EDTA})\bigr]^{-}. Geometria: octaédrica, frequentemente ligeiramente distorcida por diferenças nos comprimentos de ligação M–N e M–O.
Exemplo 3 — desenhando \bigl[\mathrm{Cu}(\mathrm{EDTA})\bigr]^{2-}:
  1. Centro: desenhe \mathrm{Cu}^{2+}.
  2. Faça a mesma envoltura com dois N e quatro O. Em metais de d^9 (como Cu^{2+}) pode ocorrer alguma distorção do octaedro (efeito Jahn–Teller), isto é, ligações axiais alongadas — só um comentário para prova, não muda o esquema básico de desenho.
  3. Escreva a carga: \bigl[\mathrm{Cu}(\mathrm{EDTA})\bigr]^{2-}.

Passo 7

Aspectos práticos e variações que podem aparecer na prova (o que olhar para não errar):
  • Modos de coordenação alternativos: em algumas situações nem todos os quatro oxigênios coordenam (por exemplo, se o ligante estiver parcialmente protonado ou se outro ligante competir), aí a denticidade pode cair (p.ex. 5 ou 4). Se o enunciado disser “ \mathrm{EDTA}^{4-}” assume-se hexadentado.
  • Representação rápida em prova: basta desenhar o metal central, dois traços para N e quatro para O, indicar os braços CH2–COO^- e colocar a carga final calculada por q=z-4. Essa é a maneira mais rápida e aceita para “desenhar a estrutura representativa”.
  • Nome e notação: escreva siempre \mathrm{EDTA}^{4-} e o metal com sua carga, e a carga global do complexo entre colchetes.

Passo 8

Resumo prático — receita de 5 passos para desenhar rápido na prova:
  1. Escreva o metal \mathrm{M}^{z+} no centro.
  2. Esboce \mathrm{N\!-\!CH_2\!-\!CH_2\!-\!N} ao redor (ou apenas dois N em posições opostas/adjacentes).
  3. Desenhe quatro braços -\mathrm{CH_2COO^-} saindo dos N (dois de cada N).
  4. Una cada N e cada \mathrm{O} de carboxilato ao metal com uma linha indicando coordenação.
  5. Calcule a carga do complexo por q=z-4 e escreva \bigl[\mathrm{M}(\mathrm{EDTA})\bigr]^{q}.

Resposta

\bigl[\mathrm{Ca}(\mathrm{EDTA})\bigr]^{2-}
\bigl[\mathrm{Fe}(\mathrm{EDTA})\bigr]^{-}
\bigl[\mathrm{Cu}(\mathrm{EDTA})\bigr]^{2-}

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