Dê a estrutura dos seguintes complexos:
Cloreto de Tris(etilenodiamino)cobalto(III)
Cloreto de Tris(etilenodiamino)cobalto(III)
Passo 1
O enunciado pede a estrutura do complexo “Cloreto de Tris(etilenodiamino)cobalto(III)”. Informações claras que temos (diretamente do nome):
- O metal central é o cobalto com número de oxidação
(indicado por ). - O ligante é etilenodiamina, abreviado como
. - Há o prefixo “tris”, ou seja, três ligantes
. - A palavra “cloreto” indica que o composto isolado é um sal contendo íons
como contra-íons.
Passo 2
Interpretando a nomenclatura formalmente:
- “Tris(etilenodiamino)cobalto(III)” significa que o cátion complexo é
com três ligantes . - Cada
é neutro (não carrega carga), logo a carga total do cátion será igual ao número de cloretos necessários para neutralizar o sal. - Como há “cloreto” no nome sem outro indicativo, a fórmula do sal costuma ser
. Vou usar isso como hipótese e confirmar logo em seguida.
Passo 3
O que é o ligante etilenodiamina (
) e como ele se liga:
- A molécula
tem fórmula estrutural . - Cada
possui duas nitrogênios doadores de elétrons (os dois ), portanto é um ligante bidentado (denticidade ). - Quando um ligante bidentado coordena a um metal, ele forma um “anel quelato” com o metal (um anel fechado metal–átomo–átomo–…); para
esse anel tem 5 membros (Co–N–C–C–N). - Conclusão: cada
ocupa duas posições de coordenação no octaedro do metal.
Passo 4
Coordenação e geometria:
- Três ligantes
, cada um bidentado, ocupam sítios de coordenação ao redor do cobalto. - Sendo
o número de coordenação mais comum para esses casos, a geometria esperada é octaédrica. - Portanto o íon complexo é um octaedro onde as seis posições são ligadas aos seis átomos de nitrogênio vindos dos três
.
Passo 5
Escrevendo a fórmula do complexo e do sal:
- Íon complexo:
. - Contra-íons: três
. - Fórmula do sal neutro:
. - Observação prática: escrevendo a unidade iônica completa, normalmente representa-se o cátion de coordenação entre colchetes seguido dos cloretos:
.
Passo 6
Cálculo do estado de oxidação (passo a passo simples, para provar que é coerente):
- Cada ligante
é neutro, então não contribui para a carga do cátion. - Os três cloretos totais têm carga
(cada é ). - Para que o sal seja neutro, a carga do cátion deve ser
. - Logo o cobalto no complexo tem estado de oxidação
, coerente com a nomenclatura .
Passo 7
Propriedades eletrônicas e magnéticas (por que isso importa em prova):
- Número atômico do Co é
. Estado significa remover três elétrons: configuração eletrônica do íon é . -
é um ligante de campo relativamente forte (ligante neutro, doador por nitrogênio); em complexo octaédrico com normalmente provoca separação grande suficiente para emparelhar elétrons. - Consequência: configuração
(baixo spin), portanto o complexo é diamagnético (sem elétrons desemparelhados). - Em prova, basta lembrar:
em costuma ser baixo spin → diamagnético.
Passo 8
Quiralidade e isomeria (aspecto muito cobrado):
- Três ligantes bidentados iguais dispostos octaedricamente numa arranjo tris-quelato dão origem a duas formas não superponíveis, enantiômeras, chamadas de
(delta) e (lambda). - Essas formas são imagens especulares uma da outra e não podem ser sobrepostas por rotações (são óticamente ativas na forma isolada).
- Não existem isômeros geométricos cis/trans diferentes aqui porque todos os ligantes são equivalentes e cada um ocupa dois vértices formando o padrão tris-quelato; a diversidade principal é essa quiralidade
. - Exemplos comparáveis:
é um clássico exemplo de complexo octaédrico quirais por serem tris-bidentados.
Passo 9
Como desenhar rapidamente na prova (passo a passo prático):
- Desenhe um octaedro esquemático (duas pirâmides quadradas coladas) ou um hexágono estereográfico.
- Marque seis vértices ao redor do Co central.
- Coloque três ligantes
, cada um conectando um par de vértices adjacentes — isso forma três anéis de 5 membros ao redor do Co. - Indique cada
por uma linha curva ligando dois NV (ou escreva nas duas ligações ao Co para cada ligante). - Fora dos colchetes escreva três
para indicar os contra-íons. - Se quiser indicar quiralidade, desenhe a disposição em sentido horário (para
) ou anti-horário (para ) ao olhar na direção de um eixo triagonal.
Passo 10
Resumo final com características essenciais (úteis para resposta curta em prova):
- Fórmula do sal:
. - Íon complexo:
, octaédrico, coordenação , três ligantes bidentados formando três anéis de 5 membros. - Estado de oxidação: Co está em
e complexos de Co(III) são normalmente baixo spin → diamagnético. - Isomeria: existe par de enantiômeros
e .