Determine o estado de oxidação e o número de coordenação da espécie metálica em cada um dos complexos abaixo.
\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{CO})_{4} \mathrm{H}\right]^{-}

Passo 1

O enunciado pede duas coisas para a espécie \left[\mathrm{Fe}(\mathrm{CO})_{4}\mathrm{H}\right]^{-}: o estado de oxidação da metal \mathrm{Fe} e o número de coordenação da mesma. As informações explícitas que temos são:
  • A espécie contém um átomo de ferro, quatro ligantes monodentados \mathrm{CO} e um ligante hidreto \mathrm{H}.
  • A carga total do complexo é -1.

Passo 2

O que é “estado de oxidação” e como a gente atribui valores na prática (explicação didática)?
  • Estado de oxidação é uma conta formal que diz quantas cargas “efetivas” o metal teria se atribuirmos elétrons das ligações seguindo regras convencionais. Não é necessariamente carga real, é uma convenção útil.
  • Regra prática simples para complexos de coordenação: some a contribuição de carga de cada ligante (cada ligante tem uma carga formal conhecida: por exemplo, CO é neutro, hidreto geralmente é \mathrm{H}^{-}) e iguale à carga total do complexo. A incógnita é o estado de oxidação do metal.
  • Aqui, precisamos saber as cargas formais dos ligantes presentes:
    • Cada \mathrm{CO} é um ligante neutro, carga formal 0.
    • O hidreto ligado ao metal é o íon \mathrm{H}^{-}, carga formal -1. (Explicação rápida: hidreto é o análogo de um hidrogénio que recebeu um elétron extra ao formar ligação com metal, ficando formalmente negativo.)

Passo 3

Calcular o estado de oxidação do ferro passo a passo:
  • Seja \;x\; o estado de oxidação formal do \mathrm{Fe}.
  • A soma das cargas é: contribuição do ferro + contribuições dos ligantes = carga total do complexo.
  • Escrevendo em fórmula: x + 4\cdot 0 + (-1) = -1.
  • Simplificando: x - 1 = -1.
  • Isolando x: x = 0.
Conclusão: o estado de oxidação formal do \mathrm{Fe} é \;0. (Comentário amigo: isso é bem comum em complexos carbonil, onde o metal frequentemente aparece em estado zero.)

Passo 4

O que é “número de coordenação” e como contamos aqui (explicação didática)?
  • Número de coordenação é o número de átomos-doador diretamente ligados ao metal — ou seja, quantos pontos de ligação o metal tem.
  • Cada ligante monodentado contribui com 1 para o número de coordenação. Não confundas com número de elétrons doados (isso é contagem de elétrons, outra conta).
  • No nosso complexo:
    • Cada \mathrm{CO} liga pelo carbono — são 4 ligantes monodentados → 4 pontos de coordenação.
    • O hidreto \mathrm{H} também é ligado diretamente ao metal → 1 ponto de coordenação.
  • Soma: 4 + 1 = 5. Portanto o número de coordenação do \mathrm{Fe} é \;5.
  • Observação extra (útil para prova): um complexo 5-coordenado costuma ter geometrias possíveis como trigonal bipiramidal ou piramidal quadrada; mas a pergunta pediu só o número, então 5 é suficiente.

Passo 5

Resumo rápido do método que usei (para você aplicar em outros exercícios):
  1. Liste os ligantes e identifique a carga formal de cada um (CO é 0, hidreto é -1, haletos são -1, OH é -1, aminas são neutras, etc.).
  2. Faça a equação: \;x + \sum(\text{cargas dos ligantes}) = \text{carga total}\; e resolva para x.
  3. Para número de coordenação, conte quantos átomos-doador estão ligados ao metal (cada ligante monodentado conta 1; denticidade >1 conta conforme o número de pontos de ancoragem).

Resposta

Oxidação: 0
Número de coordenação: 5

Exercícios relacionados