Escreva as fórmulas, desenhe as estruturas e indique o NC do íon metálico central dos íons complexos formados por:
, dois íons oxalato, duas moléculas de água e potássio como contra-íon;
Passo 1
O enunciado pede três coisas sobre o complexo formado por
, dois íons oxalato, duas moléculas de água e potássio como contra-íon:
- Escrever a(s) fórmula(s) do(s) composto(s) formado(s).
- Desenhar as estruturas (esquemas de coordenação) possíveis.
- Indicar o número de coordenação (NC) do íon metálico central.
Informações dadas que vamos usar:
- Íon metálico central:
. - Ligantes: dois íons oxalato (cada um
) e duas moléculas de água ( , ligante neutro). - Contra-íon: potássio (
), usado para neutralizar a carga do complexo.
Passo 2
O que é preciso entender (aula rápida e direta sobre conceitos usados)
-
Ligante: espécie que doa pelo menos um par de elétrons ao metal formando uma ligação coordenada. Exemplos:
(monodentado, doa um par de elétrons de um oxigênio) e (oxalato, que é bidentado: doa dois pares de elétrons, um de cada uma de duas oxigenias diferentes). -
Dentidade: número de átomos do ligante que se ligam ao metal. Assim:
-
Número de coordenação (NC): soma do número de átomos doadores ligados diretamente ao metal (cada átomo doador conta 1 para o NC). Ex.: se o metal tem dois ligantes bidentados e duas moléculas monodentadas, o NC =
. -
Notação de fórmula do complexo: o íon complexo costuma ser escrito entre colchetes, por exemplo
. O contra-íon (aqui ) fica fora do colchete.
Passo 3
Contagem explícita dos doadores (passo a passo aritmético, sem pular etapas)
- Cada íon oxalato
é bidentado → fornece átomos doadores (2 oxigênios) ao metal. - Temos dois oxalatos → doadores vindos de oxalato =
. - Cada
é monodentado → fornece átomo doador (o oxigênio). - Temos duas águas → doadores vindos da água =
.
Somando:
Portanto o número de coordenação do
no complexo é
, que normalmente corresponde a uma geometria octaédrica.
Passo 4
Determinação da carga do íon complexo e fórmula global (conta de cargas)
- Carga do metal:
→ . - Carga de cada oxalato:
→ cada; dois deles dão . - Água é neutra →
.
Somando as cargas dentro do colchete:
Logo o íon complexo é mono-negativo:
.
Para neutralizar essa carga precisamos de um
(contra-íon). Portanto a fórmula do composto iônico é
Observações sobre a escrita: o colchete indica o íon complexo; fora do colchete está o cátion de compensação (
).
Passo 5
Esquemas de estrutura (desenhos) — explicando como desenhar e mostrando duas possibilidades geométricas relevantes
Como o NC é
, a geometria preferida é octaédrica. Vou desenhar esquemas planos (projeções simples) do entorno do
. Em cada desenho,
= oxalato bidentado (
) e
= água (monodentado). Cada oxalato ocupa dois sítios de coordenação adjacentes formando anéis de quelato (5 membros aproximados).
- Isômero trans (as duas
opostas, axiais):
Interpretação do desenho: uma projeção onde as duas
estão em posições axiais opostas (trans), e cada
preenche dois sítios equatoriais adjacentes, formando dois laços quelato ao redor do metal.
- Isômero cis (as duas
adjacentes, cis):
Interpretação: aqui as duas
ocupam posições adjacentes ao redor do
(cis). Cada oxalato novamente liga-se por duas O formando dois laços.
Explicação sobre os desenhos:
- Esses são esquemas simplificados para visualizar a ocupação dos seis sítios ao redor do metal.
- Em fórmulas condensadas usamos
para , e cada “morde” o metal em dois pontos (chelato). - Ambos os arranjos são compatíveis com NC =
; dependendo das condições experimentais, tanto o isômero cis quanto o trans podem existir (o enunciado não especificou), por isso mostrei as duas possibilidades mais óbvias.
Passo 6
Resumo final do raciocínio e dicas de prova (como fazer rápido na hora da prova)
- Identifique ligantes e suas dentidades (oxalato = 2, água = 1).
- Conte doadores:
→ NC = . - Some cargas:
→ íon complexo tem carga → usar para neutralizar. - Escreva a fórmula com colchetes:
. - Para o desenho: coloque
no centro e disponha os 6 ligantes em arranjo octaédrico; represente oxalatos como ligantes bidentados (ligando em dois pontos) e as águas como monodentadas. Lembre-se de que existem isômeros cis e trans para a posição das águas.
Resposta
Número de coordenação do