Determine o estado de oxidação e o número de coordenação da espécie metálica em cada um dos complexos abaixo.
trans- \left[\mathrm{CoCl}(\mathrm{en})_{2}\left(\mathrm{NO}_{2}\right)\] \mathrm{Cl}

Passo 1

O que o enunciado pede: determinar o estado de oxidação e o número de coordenação da espécie metálica no complexo trans- \left[\mathrm{CoCl}(\mathrm{en})_{2}(\mathrm{NO}_{2})\right]\mathrm{Cl}.
Informações relevantes fornecidas pelo enunciado:
  • O complexo é \mathrm{trans-}\left[\mathrm{CoCl}(\mathrm{en})_{2}(\mathrm{NO}_{2})\right]\mathrm{Cl}. (Eu li esse dado do enunciado.)
  • Há um colchete que indica a espécie complexa \left[\cdots\right] e uma \mathrm{Cl} fora dos colchetes — essa \mathrm{Cl} externa é um contra-íon (iônico) que neutraliza a carga do complexo.
  • Os ligantes dentro dos colchetes são: \mathrm{Cl} (um cloreto), \mathrm{en} (duas unidades de etilenodiamina) e \mathrm{NO}_2.
  • Observação importante sobre ligantes (informação que vamos usar): \mathrm{en} é um ligante neutro que se liga através de dois átomos (bidentato); \mathrm{Cl} ligado na esfera de coordenação é tipicamente \mathrm{Cl}^-; \mathrm{NO}_2 como ligante normalmente aparece como o íon \mathrm{NO}_2^- (nitro/nitrito, carga -1). Não resolvemos nada ainda — só listei os dados que o enunciado dá e as informações sobre as espécies presentes.

Passo 2

Conceito que vamos usar (conta de cargas): para a espécie complexa dentro dos colchetes, a soma da carga do metal (estado de oxidação) mais as cargas de todos os ligantes coordenados deve ser igual à carga total do íon complexo. Em símbolos:
\text{carga do complexo} = x + \sum (\text{cargas dos ligantes}),
onde \;x é o estado de oxidação do metal que queremos achar. Aqui a carga do complexo é aquela indicada pelo equilíbrio com o contra-íon fora dos colchetes.

Passo 3

Identificação das cargas dos ligantes (explicando por que):
  • \mathrm{en} (etilenodiamina) é um ligante neutro: cada \mathrm{en} contribui com carga \;0.
    Explicação curta: ligantes neutros (como \mathrm{NH}_3, \mathrm{en}) não alteram a carga do metal porque não têm carga formal.
  • \mathrm{Cl} coordenado é o íon cloreto, com carga \;-1.
  • \mathrm{NO}_2 na fórmula do complexo aparece sem expoente, mas na prática em complexos mononucleares o grupo nitro/nitrito atua como \mathrm{NO}_2^- (carga -1). A mudança de modo de ligação ( \kappa^1-N ou \kappa^1-O) não altera a carga formal do ligante, que continua sendo -1.

Passo 4

Determinar a carga do complexo interno usando o contra-íon:
  • Há uma \mathrm{Cl}^- fora dos colchetes que neutraliza a carga do complexo. Isso significa que a espécie dentro dos colchetes tem carga +1, pois +1 do cátion complexo mais -1 do contra-íon dá carga total neutra do composto.
    Portanto:
\text{carga do complexo} = +1.

Passo 5

Montar a equação para o estado de oxidação \;x:
  • Soma das cargas dos ligantes: \mathrm{Cl} coordenado \rightarrow -1; duas \mathrm{en} \rightarrow 0+0; \mathrm{NO}_2 \rightarrow -1.
  • Logo a equação é
+1 = x + (-1) + 0 + (-1).
Agora resolvemos para \;x:
+1 = x -2 \quad\Rightarrow\quad x = +3.
Interpretação: o cobalto está no estado de oxidação \mathrm{Co}^{3+}.

Passo 6

Definição e contagem para o número de coordenação:
  • Definição: o número de coordenação é o número total de átomos doadores ligados diretamente ao átomo metálico (ou seja, o número de ligações coordenadas M—L).
  • Contagem neste complexo:
    • Cada \mathrm{en} é bidentato, ou seja, cada \mathrm{en} doa dois pares de elétrons (2 átomos doadores). Duas \mathrm{en} contribuem com 2\times 2 = 4 átomos doadores.
    • \mathrm{Cl} coordenado é monodentato: contribui com 1.
    • \mathrm{NO}_2 coordenado é monodentato na maioria desses complexos (ligando por N ou por O): contribui com 1.
  • Soma total dos átomos doadores ligados ao metal:
\text{número de coordenação} = 4 + 1 + 1 = 6.úçã

Passo 7

Conclusão e pequeno comentário geométrico (útil para prova):
  • Estado de oxidação encontrado: \mathrm{Co}^{3+}.
  • Número de coordenação encontrado: 6.
    Comentário prático: número de coordenação 6 é compatível com geometria octaédrica; o rótulo “trans-” indica que os dois ligantes monodentatos relevantes (a \mathrm{Cl} e o \mathrm{NO}_2) estão em posições opostas no octaedro.

Resposta

\mathrm{Co} no estado de oxidação +3
número de coordenação 6

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