Dê a estrutura dos seguintes complexos:
Diaquodicianocobre(II)
Diaquodicianocobre(II)
Passo 1
O enunciado pede: “Dê a estrutura do seguinte complexo: Diaquodicianocobre(II)”.
Informações que o nome nos dá (literalmente, sem supor nada além do nome):
Informações que o nome nos dá (literalmente, sem supor nada além do nome):
- O metal é cobre no estado de oxidação
, ou seja . - Existem dois ligantes do tipo “aquo” (duas moléculas de água): isto é
, neutrais. - Existem dois ligantes “ciano” (dois
), cada um com carga . - O nome sugere que todos os ligantes estão coordenados ao mesmo centro metálico (complexo mononuclear).
Pergunta implícita a responder: qual é a fórmula do complexo, qual o número de coordenação e qual a geometria / arranjo razoável dos ligantes ao redor do cobre(II)?
Passo 2
Vamos escrever a fórmula química do complexo a partir do nome. “Diaquo” = 2 vezes
. “Dicyano” = 2 vezes
. Metal
. Portanto a fórmula do complexo neutro fica
Verificação da carga total:
dá
; dois
dão
; duas
são neutras. Soma total
. Logo o complexo é neutro, condizente com a fórmula acima.
Passo 3
Número de coordenação (quantos ligantes “contam” para a coordenação do metal):
- Cada
coordena através do átomo de carbono (ligante monodentado), contando como 1 sítio cada. - Cada
coordena através do oxigênio, também monodentado.
Portanto o número de coordenação é
Passo 4
Quais geometrias são possíveis para um complexo com coordenação 4 e como escolher entre elas?
Para coordenação as geometrias possíveis usuais são:
Para coordenação
- tetraédrica,
- quadrado-planar.
O fator determinante é principalmente a configuração eletrônica do metal e a força dos ligantes (campo cristalino) — e, no caso de
, a configuração eletrônica do íon é
ou seja, um elétron desapareceu do 4s e sobra um arranjo
.
Dica didática curta sobre por que isso importa: íons
sofrem efeito de Jahn–Teller quando tentam ficar em geometrias octaédricas, o que causa alongamento/tortuosidade; para quatro coordenações, a escolha entre tetraédrica e quadrado-planar depende de quanto o campo gerado pelos ligantes separa os níveis d e qual arranjo dá maior estabilização. Ligantes de campo relativamente forte (como
) tendem a favorecer geometrias com maior divisão de níveis (frequentemente quadrado-planar em alguns casos), enquanto ligantes fracos favorecem tetraédrica. Aqui temos mistura:
(forte) e
(fraco), mas o ciano é um ligante fortemente estabilizante.
Passo 5
Aplicando isso ao nosso caso concreto:
- Coordenação
já decidida. -
é e tende a favorecer arranjos que aliviem a instabilidade eletrônica (Jahn–Teller) e que permitam boa sobreposição com ligantes fortes como . - Portanto a geometria mais plausível e geralmente atribuída para esse tipo de complexo é a geometria quadrado-planar (ou um quadrado-planar levemente distorcido). Complexos tetraédricos de
ocorrem, mas são menos comuns quando há ligantes fortes presentes como .
Passo 6
Arranjo dos ligantes no quadrado-planar e isomeria:
- Com dois ligantes do tipo A (
) e dois do tipo B ( ), num quadrado-planar existem dois isômeros geométricos: cis (os dois adjacentes) e trans (os dois opostos). - Qual é mais provável? Em muitos complexos onde ligantes aniónicos são relativamente fortemente repelentes entre si, o arranjo trans (os
em posições opostas) tende a ser favorecido porque separa as cargas negativas ao máximo e minimiza repulsões. Além disso, arranjo trans permite melhor estabilização eletrônica quando ligantes fortes ficam opostos. - Então a fórmula completa com descrição estrutural mais provável é: um centro
em quadrado-planar com os dois em posições trans e as duas em trans também (ou seja, opostos e opostas).
Passo 7
Resumo didático e observações práticas para prova:
- Para montar a estrutura na prova: escreva a fórmula
. Indique coordenação . Desenhe um quadrado, coloque no centro; nos vértices, coloque (por exemplo) em cima e embaixo (posições trans) e à esquerda e à direita (posições trans). Marque que o complexo é neutro. Se pedirem justificativa, mencione com configuração e a presença de ligante forte favorecendo geometria quadrado-planar e a preferência eletrostática pelo isômero trans.