Determine para os seguintes compostos de coordenação:
(a) número de coordenação;
(b) estado de oxidação da espécie central;
(c) quantos e quais os ligantes (dando o nome do pro-ligante) e o tipo de ligante
(quanto ao número de átomos doadores);
(d) qual o nome do composto ou a fórmula.
  • \left[\mathrm{Co} \mathrm{BrCl}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{2}(\mathrm{en})\right]
  • \left[\mathrm{Cr}(\mathrm{OH})\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{2}\left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\right)_{3}\right]\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}
  • Tetrafluorooxocromato(V) de potássio
  • \mathrm{K}_{3}\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{CN})_{5}(\mathrm{NO})\right]
  • \left[\mathrm{Ru}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{5}\left(\mathrm{~N}_{2}\right)\right] \mathrm{Cl}_{2}
  • \left[\mathrm{OsCl}_{2} \mathrm{~F}_{4}\right]^{2-},
    • oxo-bis(pentafluorotantalato(V)

Passo 1

O enunciado pede, para cada composto listado, as quatro informações seguintes:
(a) número de coordenação;
(b) estado de oxidação da espécie central;
(c) quantos e quais os ligantes (dar o nome do pró-ligante) e o tipo de ligante quanto ao número de átomos doadores (monodentado, bidentado, etc.);
(d) qual o nome do composto (ou escrever a fórmula, se já dada).
Os compostos a analisar, na ordem, são:
  1. \left[\mathrm{Co}\,\mathrm{Br}\,\mathrm{Cl}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{2}(\mathrm{en})\right]
  2. \left[\mathrm{Cr}(\mathrm{OH})\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{2}\left(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\right)_{3}\right]\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}
  3. “Tetrafluorooxocromato(V) de potássio” (nome em português, interpretar como o anión \mathrm{[CrOF_4]}^- com contra-íon \mathrm{K}^+)
  4. \mathrm{K}_{3}\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{CN})_{5}(\mathrm{NO})\right]
  5. \left[\mathrm{Ru}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{5}\left(\mathrm{N}_{2}\right)\right]\mathrm{Cl}_{2}
  6. \left[\mathrm{OsCl}_{2}\mathrm{F}_{4}\right]^{2-}
  7. “- oxo-bis(pentafluorotantalato(V)” — item textualmente ambíguo/incompleto (ver mais abaixo).
Na resolução vamos usar apenas as informações acima e as regras químicas padrão para identificar número de coordenação, estados de oxidação e nomes de ligantes.

Passo 2

Conceitos e método (a mini-aula necessária para a prova)
  1. Número de coordenação: é o total de átomos doadores ligados diretamente ao átomo central. Para cada ligante conta-se quantos átomos doadores ele fornece (por exemplo, \mathrm{NH_3} é monodentado = 1 doador; \mathrm{en} = etilenodiamina é bidentado = 2 doadores).
  2. Estado de oxidação do metal: usa-se a soma algébrica das cargas (estado de oxidação do metal mais soma das cargas formais dos ligantes) igual à carga total do complexo (a carga do íon entre colchetes). Em fórmula:
\text{Seja }x=\text{estado de oxidação do metal. Então }x+\sum(\text{cargas dos ligantes})=\text{carga do complexo}.çãã
Exemplo rápido: para \left[\mathrm{M}L_2X^{-}\right] se L é neutro e X tem carga -1, e o complexo é neutro, x+(-1)=0 então x=+1.
  1. Ligantes: identificar se são aniónicos (ex.: \mathrm{Cl}^-,\\ \mathrm{Br}^-,\\ \mathrm{CN}^-,\\ \mathrm{F}^-,\\ \mathrm{OH}^-), neutros (ex.: \mathrm{NH_3},\\ \mathrm{H_2O},\\ \mathrm{N_2},\\ \mathrm{NO} em certos casos) ou outros. Para \mathrm{NO} é importante saber que dependendo do modo de ligação ele pode ser tratado formalmente como \mathrm{NO}^+ (nitrosílio, quando linear) ou como neutro/ \mathrm{NO}^\bullet (quando radical/bent); a carga que se atribui ao NO deve ser escolhida para que a soma de cargas bata com a carga conhecida do complexo.
  2. Nomeação básica (simplificada para provas): indicar os ligantes (com seus nomes) e terminar com o nome do metal e entre parênteses o estado de oxidação em algarismo romano. Para sais, indicar os contra-íons fora dos colchetes.
Agora vamos aplicar isso passo a passo a cada composto, mostrando todas as contas.

Passo 3

Análise do composto 1: \left[\mathrm{Co}\,\mathrm{Br}\,\mathrm{Cl}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{2}(\mathrm{en})\right]
  • Contagem do número de doadores (número de coordenação):
    • \mathrm{Br} é monodentado (1 doador).
    • \mathrm{Cl} é monodentado (1 doador).
    • cada \mathrm{NH_3} é monodentado (2 × 1 = 2 doadores).
    • \mathrm{en} (etilenodiamina) é bidentado (2 doadores).
      Soma: 1+1+2+2=6. Então o número de coordenação é 6.
  • Estado de oxidação do cobalto:
    Assumimos o complexo neutro (nenhuma carga total indicada nos colchetes). As cargas formais:
    \mathrm{Br}^- = -1,\\ \mathrm{Cl}^- = -1,\\ \mathrm{NH_3}=0,\\ \mathrm{en}=0.
    Escrevendo a equação:
    x + (-1) + (-1) + 0 + 0 = 0 \quad\Rightarrow\quad x-2=0 \quad\Rightarrow\quad x=+2.
    Logo Co está em \,+2.
  • Ligantes (nomes do pró-ligante e tipo):
    • \mathrm{Br}^-: brometo (bromido) — monodentado, aniónico.
    • \mathrm{Cl}^-: cloreto (clorido) — monodentado, aniónico.
    • \mathrm{NH_3}: amônia (ammine/ammine) — monodentado, neutro.
    • \mathrm{en}: etilenodiamina — bidentado (dador por duas N), neutro.
  • Nome sugerido do composto:
    Nome sistemático (estilo IUPAC simplificado): “brometo cloreto diammina(etilenodiamina)cobalto(II)”. Fórmula escrita: \left[\mathrm{CoBrCl(NH_3)_2(en)}\right] (composto neutro).

Passo 4

Análise do composto 2: \left[\mathrm{Cr}(\mathrm{OH})\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{2}\left(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\right)_{3}\right]\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}
  • Número de coordenação:
    • \mathrm{OH}^- : 1 doador (monodentado).
    • 2\times\mathrm{NH_3}: 2 doadores.
    • 3\times\mathrm{H_2O}: 3 doadores.
      Soma: 1+2+3=6. Número de coordenação = 6.
  • Estado de oxidação do Cr:
    O complexo entre colchetes tem carga igual ao número de nitratos fora: existem dois \mathrm{NO_3}^-, logo o sítio entre colchetes tem carga +2 (pois o par \left[\cdots\right]^{2+} é neutralizado por 2\times\mathrm{NO_3}^-). As cargas formais dos ligantes dentro do colchete: \mathrm{OH}^-=-1, \mathrm{NH_3}=0, \mathrm{H_2O}=0. Então
    x + (-1) + 0 + 0 = +2 \quad\Rightarrow\quad x-1=2 \quad\Rightarrow\quad x=+3.
    Portanto \mathrm{Cr} está em estado de oxidação +3.
  • Ligantes:
    • \mathrm{OH}^-: hidróxido — monodentado, aniônico.
    • \mathrm{NH_3}: amônia (ammine) — monodentado, neutro (2 cópias).
    • \mathrm{H_2O}: água (aquo) — monodentado, neutro (3 cópias).
  • Nome sugerido do composto:
    Nome do íon complexo: “(hidróxido)(diammina)(triaqua)cromo(III)”. Com contra-íon: “dinitrato”. Forma completa: \left[\mathrm{Cr}(\mathrm{OH})(\mathrm{NH_3})_2(\mathrm{H_2O})_3\right](\mathrm{NO_3})_2 — nome simplificado: hidróxido diammina triaqua cromo(III) dinitrato.

Passo 5

Análise do composto 3: “Tetrafluorooxocromato(V) de potássio”
  • Interpretação química: o nome descreve o sal de potássio cujo ânion é \mathrm{[CrOF_4]}^{?} e o cácio é \mathrm{K}^+. Vamos verificar a carga do ânion e o estado de oxidação do Cr assumido no nome “(V)”.
  • Estado de oxidação:
    Pelo nome “ \mathrm{Cr}(V)”, tomamos x=+5. As cargas dos ligantes: \mathrm{O}^{2-} = -2, cada \mathrm{F}^-=-1 (quatro delas somam -4). Soma:
    x + (-2) + 4(-1) = x - 6.
    Se x=+5 temos +5-6=-1. Logo o ânion tem carga -1, isto é \mathrm{[CrOF_4]}^{-}. Um potássio \mathrm{K}^+ neutraliza uma carga -1, portanto a fórmula do sal é \mathrm{K[CrOF_4]}.
  • Número de coordenação:
    Doadores ligados diretamente a \mathrm{Cr}: 1 oxo (O) + 4 fluoreto (F) = 5. Então número de coordenação = 5.
  • Ligantes:
    • \mathrm{O}^{2-}: oxo — monodentado (1 doador), aniónico.
    • \mathrm{F}^- (4 unidades): fluoreto — monodentado, aniónico.
  • Nome e fórmula:
    Nome já dado: “tetrafluorooxocromato(V) de potássio”. Fórmula: \mathrm{K[CrOF_4]}.

Passo 6

Análise do composto 4: \mathrm{K}_{3}\left[\mathrm{Fe}(\mathrm{CN})_{5}(\mathrm{NO})\right]
  • Número de coordenação:
    • 5\times\mathrm{CN}^-: 5 doadores (cada CN é monodentado via C ou N conforme o caso; aqui considera-se cianeto ligado por C normalmente)
    • 1\times\mathrm{NO}: 1 doador (nitrosil ligado via N usualmente)
      Soma: 5+1=6. Número de coordenação = 6.
  • Estado de oxidação do ferro: escolha da carga formal do \mathrm{NO}
    • Existem 3 cátions \mathrm{K}^+ em \mathrm{K_3[...]}, logo o ânion dentro dos colchetes tem carga -3.
    • Cada \mathrm{CN}^- contribui -1 → total de -5 dos cinco cianetos.
    • Se tratarmos \mathrm{NO} como neutro ( \mathrm{NO}^0), a soma de cargas dá: x + (-5) + 0 = -3 \quad\Rightarrow\quad x-5=-3 \quad\Rightarrow\quad x=+2.
    • Se tratássemos \mathrm{NO} como \mathrm{NO}^+, teríamos resultado diferente. Contudo, como a fórmula exibida é \mathrm{K_3[Fe(CN)_5(NO)]} (com carga -3), a atribuição consistente é tratar \mathrm{NO} como neutro neste complexo, o que leva a \mathrm{Fe}^{+2}. Portanto o estado de oxidação do Fe é +2.
    Nota didática rápida sobre \mathrm{NO}: em química de complexos o NO pode ser formalmente considerado como \mathrm{NO}^+ (quando o grupo é linear e o complexo segue a contagem de elétrons que indica NO como nitrosílio) ou como \mathrm{NO}^0 (radical) dependendo do contexto. Aqui usamos a charge balance para decidir.
  • Ligantes:
    • 5\times\mathrm{CN}^-: cianeto (cianido) — monodentado, aniónico.
    • \mathrm{NO}: nitrosil (nitrosila/ nitrosil), neste caso tratado como neutro, monodentado (ligação via N geralmente).
  • Nome:
    Nome sistemático simplificado: “pentacianonitrosilferrato(II) de potássio” com fórmula \mathrm{K_3[Fe(CN)_5(NO)]}.

Passo 7

Análise do composto 5: \left[\mathrm{Ru}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{5}\left(\mathrm{N}_{2}\right)\right]\mathrm{Cl}_{2}
  • Número de coordenação:
    • 5\times\mathrm{NH_3} = 5 doadores.
    • 1\times\mathrm{N_2} (dinitrogênio) = 1 doador.
      Soma: 5+1=6. Número de coordenação = 6.
  • Estado de oxidação do Ru:
    O complexo entre colchetes tem carga \,2+ porque há dois \mathrm{Cl}^- fora, portanto:
    x + 5\cdot 0 + 0 = +2 \quad\Rightarrow\quad x=+2.
    Assim \mathrm{Ru} está em +2.
  • Ligantes:
    • \mathrm{NH_3}: amônia (ammine) — neutro, monodentado (5 cópias).
    • \mathrm{N_2}: dinitrogênio — neutro, monodentado (liga-se através de um átomo de N em complexos desse tipo).
  • Nome:
    Nome sugerido: “pentaammine(dinitrogen)ruthenium(II) dicloreto” — fórmula \left[\mathrm{Ru}(\mathrm{NH_3})_5(\mathrm{N_2})\right]\mathrm{Cl}_2.

Passo 8

Análise do composto 6: \left[\mathrm{OsCl}_{2}\mathrm{F}_{4}\right]^{2-}
  • Número de coordenação:
    • 2\times\mathrm{Cl}^-: 2 doadores.
    • 4\times\mathrm{F}^-: 4 doadores.
      Soma: 2+4=6. Número de coordenação = 6.
  • Estado de oxidação do Os:
    Somando as cargas: seja x o estado de oxidação do Os,
    x + 2(-1) + 4(-1) = -2 \quad\Rightarrow\quad x -6 = -2 \quad\Rightarrow\quad x = +4.
    Portanto Os em +4.
  • Ligantes:
    • \mathrm{Cl}^-: cloreto — monodentado, aniônico (2 unidades).
    • \mathrm{F}^-: fluoreto — monodentado, aniônico (4 unidades).
  • Nome:
    Nome do ânion (estilo IUPAC simplificado): “diclorotetrakis(fluorido)osmat(IV)” ou “diclorotetrafluoridoosmat(IV) (íon)”. Fórmula: \left[\mathrm{OsCl_2F_4}\right]^{2-}.

Passo 9

Item 7: “- oxo-bis(pentafluorotantalato(V)”
  • Observação importante: O texto apresentado para este item está incompleto/ambíguo. Não há indicação clara de qual é a espécie completa (falta o nome do átomo/íon central, a carga do complexo, ou a fórmula inteira entre colchetes, por exemplo). A expressão “oxo-bis(pentafluorotantalato(V)” parece ser parte do nome de um íon onde “oxo-bis(…)” implicaria uma unidade \mathrm{O} ligada a dois grupos \mathrm{(TaF_5)}, mas não foi dada a fórmula completa nem o estado de carga do conjunto.
  • Por isso, NÃO é possível determinar com segurança o número de coordenação, estado de oxidação ou os ligantes exactos sem a fórmula completa ou informação adicional (por exemplo: \mathrm{[O(TaF_5)_2]}^{n-} com o valor de n). Não inventarei a fórmula: a resolução exige dados completos.
(Se a sua intenção era analisar uma espécie bem conhecida, envie a fórmula completa; com prazer faço a análise detalhada.)

Resposta

  1. \left[\mathrm{CoBrCl(NH_3)_2(en)}\right]: (a) número de coordenação = 6; (b) estado de oxidação do Co = +2; (c) ligantes: \mathrm{Br}^- (brometo, monodentado, aniônico), \mathrm{Cl}^- (cloreto, monodentado, aniônico), 2\times\mathrm{NH_3} (amônia/ammine, neutro, monodentado), \mathrm{en} (etilenodiamina, neutro, bidentado); (d) nome: brometo cloreto diammina(etilenodiamina)cobalto(II) — fórmula \left[\mathrm{CoBrCl(NH_3)_2(en)}\right].
  2. \left[\mathrm{Cr}(\mathrm{OH})(\mathrm{NH_3})_2(\mathrm{H_2O})_3\right](\mathrm{NO_3})_2: (a) número de coordenação = 6; (b) estado de oxidação do Cr = +3; (c) ligantes: \mathrm{OH}^- (hidróxido, monodentado, aniônico), 2\times\mathrm{NH_3} (amônia, neutro, monodentado), 3\times\mathrm{H_2O} (aqua, neutro, monodentado); (d) nome: hidróxido diammina triaqua cromo(III) dinitrato — fórmula dada.
  3. Tetrafluorooxocromato(V) de potássio: (a) número de coordenação = 5; (b) estado de oxidação do Cr = +5; (c) ligantes: \mathrm{O}^{2-} (oxo, monodentado, aniônico) e 4\times\mathrm{F}^- (fluoreto, monodentado, aniônico); (d) nome/fórmula: tetrafluorooxocromato(V) de potássio, \mathrm{K[CrOF_4]}.
  4. \mathrm{K_3[Fe(CN)_5(NO)]}: (a) número de coordenação = 6; (b) estado de oxidação do Fe = +2 (assumindo \mathrm{NO} formalmente neutro para fechar o balanço de carga); (c) ligantes: 5\times\mathrm{CN}^- (cianeto, monodentado, aniônico) e \mathrm{NO} (nitrosil, aqui tratado como neutro, monodentado); (d) nome: pentacianonitrosilferrato(II) de potássio — \mathrm{K_3[Fe(CN)_5(NO)]}.
  5. \left[\mathrm{Ru}(\mathrm{NH_3})_5(\mathrm{N_2})\right]\mathrm{Cl}_2: (a) número de coordenação = 6; (b) estado de oxidação do Ru = +2; (c) ligantes: 5\times\mathrm{NH_3} (ammine, neutro, monodentado) e \mathrm{N_2} (dinitrogênio, neutro, monodentado); (d) nome: pentaammine(dinitrogen)ruthenium(II) dicloreto — fórmula dada.
  6. \left[\mathrm{OsCl_2F_4}\right]^{2-}: (a) número de coordenação = 6; (b) estado de oxidação do Os = +4; (c) ligantes: 2\times\mathrm{Cl}^- (cloreto, monodentado, aniônico) e 4\times\mathrm{F}^- (fluoreto, monodentado, aniônico); (d) nome: diclorotetrakis(fluorido)osmat(IV) (íon) — fórmula \left[\mathrm{OsCl_2F_4}\right]^{2-}.
  7. “- oxo-bis(pentafluorotantalato(V)”: não é possível determinar (enunciado incompleto/ambíguo).

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