Dê a estrutura dos seguintes complexos:
Perclorato de tetramin-níquel(II)
Perclorato de tetramin-níquel(II)
Passo 1
Vou deixar bem explícito o que o enunciado nos dá e o que ele pede.
- Enunciado: “Perclorato de tetramin-níquel(II)”.
- O que é pedido: a estrutura do complexo correspondente.
- Informações relevantes extraídas do nome:
- Metal:
(níquel). - Estado de oxidação indicado:
(o “(II)”). - Ligante: “tetramin” significa quatro ligantes amina/ammine, ou seja quatro
coordinados ao níquel. - Contra-íon: “perclorato” significa o ânion
, que aparece como contra-íon(es) na sal.
- Metal:
- Assim, esperamos um cátion complexo com quatro
e contra-íons para neutralizar a carga.
Passo 2
Determinar a fórmula iônica/espécie do complexo usando a conservação de cargas.
- Cada
é um ligante neutro (carga zero). - Cada
tem carga . - Se escrevermos a fórmula geral do sal como
, a carga total deve ser zero. Seja o número de percloratos. - A soma das cargas: carga do cátion (
) + . - O enunciado já indica níquel no estado
, então . Logo .
Em forma de conta (colocada de forma clara):
Passo 3
Escrever a fórmula do cátion e do sal completo.
- O cátion complexo é
. - O sal completo é
.
Vou colocar isso explicitamente em notação química:
Passo 4
Verificar se o perclorato coordena ou só é contra-íon (isso afeta a “estrutura”).
-
é tipicamente um ânion fracamente coordenante (muito estabilizado por ressonância, volumoso e com baixa capacidade de doação ao metal). - Em sais nominais como este,
costuma agir como contra-íon iônico, não como ligante coordenado ao níquel. - Portanto a unidade coordenada ao níquel é apenas
; os ficam como contra-íons no retículo/cristal ou solvatação.
Passo 5
Determinar o número de elétrons d e as geometrias possíveis para coordenação 4 (fundamento passo a passo).
-
Primeiro, calcular os elétrons d de
. - Níquel neutro tem configuração
. - Ao formar
removem-se os elétrons 4s primeiro, ficando . - Logo o metal tem
elétrons : .
- Níquel neutro tem configuração
-
Para coordenação 4 há duas geometrias comuns:
- Tetraédrica (coordenação 4, ângulos de aproximadamente
). - Quadrado planar (coordenação 4, ângulos de
e ).
- Tetraédrica (coordenação 4, ângulos de aproximadamente
-
A escolha entre tetraédrica e quadrado planar depende de:
- força do campo do ligante (teoria de campo cristalino / teoria de campo de ligantes): ligantes fortes favorecem emparelhamento e geometrias que produzem grandes separações (como quadrado planar em
); ligantes fracos favorecem geometria tetraédrica (estado de alta multiplicidade). - natureza do metal e energia de emparelhamento. Para metais de segunda e terceira linha (Pd(II), Pt(II)), quadrado planar é muito comum para
. Para Ni(II) (primeira linha) com ligantes de campo moderado/ fraco, tetraédrica é frequentemente observada.
- força do campo do ligante (teoria de campo cristalino / teoria de campo de ligantes): ligantes fortes favorecem emparelhamento e geometrias que produzem grandes separações (como quadrado planar em
Passo 6
Aplicar isso ao caso específico: ligante
e
.
-
é um ligante de campo moderado (não é tão forte quanto ou CO). - Para
com ligantes do tipo amina, a tendência experimental é formar complexos 4-coordenados tetraédricos (paramagnéticos) quando existem apenas quatro ligantes neutros do tipo . - Se o complexo fosse quadrado planar, esperaríamos comportamento diamagnético (todos os elétrons emparelhados) — isso é mais comum com ligantes fortemente ligantes e/ou metais “mais pesados” do grupo
. - Portanto, o arranjo mais razoável e compatível com química conhecida é tetraédrico.
Passo 7
Propriedades magnéticas e verificação rápida (para utilização na prova).
- Para
em geometria tetraédrica (estado de alta spin) há elétrons desemparelhados. - O momento magnético spin-only é dado pela fórmula:
onde
é o número de elétrons desemparelhados.
- Com
:
- Se na prova for pedido confirmar por magnetismo: um valor experimental próximo a
apoia geometria tetraédrica; um valor ~0 apoia quadrado planar.
Passo 8
Descrição final da estrutura (como desenhar mentalmente ou na prova).
- O cátion
: níquel no centro coordenado por quatro , ocupando os vértices de um tetraedro ao redor do Ni. - Os dois
são contra-íons não coordenados (na vizinhança iônica/cristalina), portanto a representação usual é:
com o fragmento
tendo geometria tetraédrica.