Dois íons \mathrm{Cl}^{-}e dois en podem agir como ligantes para formar um íon complexo com o \mathrm{Co}^{3+}.
a) Qual é a carga do íon complexo? b) Qual o número de coordenação do íon complexo?
c) Escreva a fórmula do íon complexo. d) Dê nome ao complexo.
e) Quais os átomos doadores? f) Quem é o ácido e a base de Lewis?

Passo 1

O enunciado diz que temos um cátion metálico \mathrm{Co}^{3+} que forma um íon complexo com dois íons \mathrm{Cl}^{-} e duas moléculas de en (etilenodiamina). As perguntas são:
a) Qual a carga do íon complexo?
b) Qual o número de coordenação do íon complexo?
c) Escreva a fórmula do íon complexo.
d) Dê nome ao complexo.
e) Quais os átomos doadores?
f) Quem é o ácido e quem é a base de Lewis?
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
  • íon metálico: \mathrm{Co}^{3+} (cobalto no estado de oxidação +3);
  • ligantes: dois \mathrm{Cl}^{-} (cada um com carga -1) e duas moléculas de en (etilenodiamina), que são ligantes neutros e bidentados (cada uma doa dois pares de elétrons através de dois N).
Não há outras informações ocultas; a geometria esperada para \mathrm{Co}^{3+} com seis átomos doadores é octaédrica, mas isso será deduzido ao calcular o número de coordenação.

Passo 2

Entendendo cargas e como calcular a carga do complexo (explicação didática).
  • Regra: a carga do íon complexo é a soma da carga do metal com as cargas de todos os ligantes. Em fórmula:
\text{carga do complexo} = \text{carga do metal} + \sum \text{cargas dos ligantes}.
  • Aqui a carga do metal é \mathrm{Co}^{3+}, ou seja \;+\!3.
  • Os ligantes têm cargas: cada \mathrm{Cl}^{-} tem -1, e cada en é neutro (carga 0).
    Vamos aplicar a regra no próximo passo.

Passo 3

Cálculo da carga do complexo (detalhado, passo a passo).
  • Soma das cargas dos ligantes: temos dois cloretos com -1 cada um, então
\sum \text{cargas dos ligantes} = 2 \times (-1) + 2 \times 0 = -2.
  • Aplicando na fórmula da carga do complexo:
\text{carga do complexo} = (+3) + (-2) = +1.
Portanto o íon complexo é monovalente positivo, isto é, tem carga \;+\!1.

Passo 4

Explicando o conceito de denticidade e número de coordenação (aula curta).
  • Denticidade de um ligante é o número de átomos do ligante que se ligam (doam pares de elétrons) ao metal.
  • \mathrm{Cl}^{-} é monodentado: doa por um átomo (o Cl). Denticidade =1.
  • en (etilenodiamina) é bidentado: cada molécula doa por dois átomos (os dois nitrogênios). Denticidade =2.
  • O número de coordenação do complexo é o total de ligações coordenadas (pares doa­dos ao metal), ou seja a soma das denticidades de todos os ligantes.

Passo 5

Cálculo do número de coordenação (detalhado).
  • Dois \mathrm{Cl}^{-}: contribuem com 2 \times 1 = 2 átomos doadores.
  • Duas en: contribuem com 2 \times 2 = 4 átomos doadores (cada en tem 2 N).
  • Total de átomos doadores = 2 + 4 = 6.
    Logo o número de coordenação é 6. (Geometricamente, isso normalmente corresponde a um arranjo octaédrico.)

Passo 6

Montando a fórmula do complexo (passo a passo e convenções).
  • Síntese das informações: metal \mathrm{Co} no estado +3, ligantes: 2 vezes \mathrm{Cl}^{-} e 2 vezes en. A carga global calculada foi +\!1.
  • A notação usual de um complexo iônico é usar colchetes contendo o complexo e indicar a carga fora ou como expoente do colchete.
  • Assim a fórmula correta do íon complexo é:
[\mathrm{Co}(\mathrm{en})_2\mathrm{Cl}_2]^+.

Passo 7

Regras de nomenclatura e como nomear passo a passo (didático).
  • Regras principais (resumidas):
    1. Nomeiam-se os ligantes primeiro, em ordem alfabética (ignorando prefixos multiplicativos como di-, bis-, mas considerando o nome do ligante).
    2. Para ligantes neutros usa-se seu nome comum (em português aqui: etilenodiamina → “etilenodiamina” / abreviado “en”); para ânions usa-se a forma com sufixo “o” (por exemplo, \mathrm{Cl}^- → “cloro” ou “cloreto” na linguagem comum de coordenação usar “cloro” é aceitável).
    3. Se um ligante aparece mais de uma vez, usa-se prefixos multiplicativos: di-, tri-, tetra-; para nomes que contém uma vírgula ou parênteses usa-se bis-, tris-, etc. Para “en” (nome contendo sílabas), costuma-se usar “bis(en)”.
    4. Depois do nome dos ligantes vem o nome do metal com o seu número de oxidação em algarismos romanos entre parênteses.
  • Aplicando: ligantes são “cloro” (C) e “etilenodiamina” (E). Em ordem alfabética vem “cloro” antes de “etilenodiamina” (pois C < E). Como há dois cloros usa-se “dicloro”; como há duas en usa-se “bis(etilenodiamina)”. O metal é cobalto com oxidação +3, que escreve-se como (\mathrm{III}).

Passo 8

Escrevendo o nome final (com a convenção correta).
  • Nome em português (seguindo convenções IUPAC-esquerda/mais usadas nos cursos): diclorobis(etilenodiamina)cobalto(III).
  • É comum também ver a forma com hífen: dicloro-bis(etilenodiamina)cobalto(III). Ambas transmitem a mesma informação; a forma sem hífen é suficiente.

Passo 9

Quais são os átomos doadores — explicação clara e contagem.
  • Cada \mathrm{Cl}^{-} doa através do seu átomo de cloro, então são 2 átomos \mathrm{Cl}.
  • Cada en doa através de dois átomos de nitrogênio (os grupos -\mathrm{NH}_2 de cada extremidade), então duas en dão 4 átomos \mathrm{N}.
  • Portanto os átomos doadores que se ligam ao cobalto são quatro \mathrm{N} e dois \mathrm{Cl}, totalizando 6 átomos doadores.

Passo 10

Explicação sobre ácido e base de Lewis aplicados ao complexo.
  • Definições rápidas: ácido de Lewis é uma espécie que aceita um par de elétrons; base de Lewis é a que doa um par de elétrons.
  • Neste complexo, as ligações coordenadas são formadas porque os ligantes (en e \mathrm{Cl}^-) doam pares de elétrons para o metal. Então:
    • O metal \mathrm{Co}^{3+} é o aceitador de pares (tem orbitales vazios e carga positiva) → é o ácido de Lewis.
    • Os ligantes ( \mathrm{Cl}^- e en) doam pares de elétrons (os pares solitários no Cl e nos N das en) → são as bases de Lewis.
  • Observação prática: \mathrm{Cl}^- é uma base de Lewis carregada (ânion) e en é uma base de Lewis neutra (ligante neutro), mas ambos atuam como doadores de pares.

Resposta

a) +\!1
b) 6
c) [\mathrm{Co}(\mathrm{en})_2\mathrm{Cl}_2]^+
d) diclorobis(etilenodiamina)cobalto(III)
e) átomos doadores: quatro \mathrm{N} (dos dois ligantes en) e dois \mathrm{Cl} (dos dois \mathrm{Cl}^{-})
f) ácido de Lewis: \mathrm{Co}^{3+}; bases de Lewis: \mathrm{Cl}^{-} e en (pares de elétrons nos átomos de \mathrm{Cl} e nos \mathrm{N} das en)

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