Dê a estrutura dos seguintes complexos:
Triamintricarbonilpaladio(IV)
Triamintricarbonilpaladio(IV)
Passo 1
O enunciado pede: “Dê a estrutura do complexo Triamintricarbonilpaladio(IV)”. Informações relevantes que o enunciado fornece (ou que precisamos assumir para poder desenhar a estrutura):
- Há um metal central: paládio com estado de oxidação +4 (indicado por “(IV)”).
- Existem três ligantes do tipo “amino” e três ligantes carbonil (três CO).
- A denominação é sucinta e ambígua: “amino” pode, em química de coordenação, significar ligante amido/aminato (anion, −NH2) ou pode ter sido usada no sentido coloquial para “ammine” (NH3, ligante neutro).
- Vou assumir aqui a interpretação mais comum em nomes de complexos neutros/mononucleares: “triamino” = três ligantes ammine, isto é, três moléculas de
(ligantes neutros). Se a intenção fosse três grupos aniónicos , a carga e a contagem eletrônica mudariam — mas o enunciado não deu contra-íon nem essa especificação, então trabalharei com . - Logo, os ligantes são três
(neutros, doadores de 2 elétrons cada) e três (neutros, doadores de 2 elétrons cada, com capacidade de aceitar elétrons por back-bonding).
Passo 2
Determinar número de coordenação e geometria esperada.
- Há 6 ligantes monodentados no total (3
+ 3 ). - Um metal com 6 ligantes monodentados normalmente forma um octaedro. Portanto a geometria esperada é octaédrica (coordenação 6).
- Em complexos octaédricos com três ligantes iguais e três outros iguais, existem dois arranjos estereoquímicos típicos: facial (fac) e meridional (mer). Vou detalhar esses isômeros nos passos seguintes.
Passo 3
Contagem eletrônica (aula prática de contagem eletrônica — passo a passo):
- Primeira ideia: determinar os elétrons d do metal. Paládio em estado de oxidação +4 tem configuração de elétrons d igual a
. Escrevo isso como . (Regra prática: Pd(0) é , retirando 4 elétrons fica .) - Cada ligante neutro monodentado (tanto
quanto ) doa 2 elétrons ao metal (par de elétrons de ligação sigma). Há 6 ligantes, logo contribuição dos ligantes = elétrons. - Contagem total de elétrons disponíveis no centro de coordenação = elétrons d do metal + elétrons doadores dos ligantes:
Escrevendo em notação química: o complexo satisfaz a regra dos . - Consequência prática: um complexo octaédrico
com 18 elétrons é geralmente estável e, por ser em campo cristalino octaédrico forte (CO é forte), será tendencialmente de baixo spin — portanto diamagnético (sem elétrons desemparelhados).
Passo 4
Qual é a fórmula do complexo (carga, contagem e necessidade de contra-íons)?
- Os ligantes usados (
e ) são neutros, logo a carga do complexo é a mesma que a carga formal do metal: +4. - Assim o cátion de coordenação é
. Em um composto isolado haveria contra-íons (por exemplo ou outros ânions) para balancear a carga, mas o enunciado não menciona quais contraiões; portanto a unidade coordenada é o cátion acima.
Passo 5
Isomerismo fac/mer — explicar e descrever como ficam os ligantes no octaedro (aula visual em palavras).
- Em um octaedro numericamente rotulado, pense nas seis posições como 3 eixos perpendiculares ou como 8 faces; mas mais simples: posições opostas são trans; as três ligantes iguais podem ocupar:
- isômero facial (fac): as três ligantes idênticas ocupam três vértices que formam uma face triangular do octaedro — isto significa que cada par dentre as três é cis (ou seja, todas estão mutuamente cis, nenhum par está trans). No nosso caso, “fac” de
significa que as três CO são todas cis entre si e as três igualmente cis entre si. - isômero meridional (mer): as três ligantes idênticas ficam numa “linha” que atravessa o metal (meridiano) de modo que duas delas ficam trans entre si e a terceira é cis a ambas. Em termos práticos: há um par trans de ligantes iguais e um ligante igual perpendicular a esse par.
- isômero facial (fac): as três ligantes idênticas ocupam três vértices que formam uma face triangular do octaedro — isto significa que cada par dentre as três é cis (ou seja, todas estão mutuamente cis, nenhum par está trans). No nosso caso, “fac” de
- Portanto, para
existem dois isômeros principais: fac- e mer- . - Simetria e propriedades: o fac é de simetria mais alta (tipicamente
), o mer tem simetria menor ( ). Isso pode ser distinguido experimentalmente por espectroscopia (por exemplo, IR de CO e espectros NMR) porque os ambientes dos ligantes são diferentes.
Passo 6
Características eletrônicas e de ligação (pequena aula prática sobre CO e
como ligantes):
-
é um ligante pí-aceptor forte: doa por ligação sigma através do carbono e aceita densidade eletrônica do metal por back-bonding (do orbitais d do metal para orbitais π* do CO). Em um metal em alto estado de oxidação (como Pd(IV)) há menos densidade eletrônica nos orbitais d para back-bonding, logo as ligações M–CO tenderão a ter menos back-bonding do que em estados de oxidação mais baixos; isso normalmente aumenta a frequência de stretching no infravermelho. -
é um ligante σ-doador neutro fraco-moderado — influencia menos a estabilização por back-bonding. - Como já vimos, contagem eletrônica dá
e — assim o complexo é esperado como octaédrico, baixo-spin e diamagnético.
Passo 7
Descrição final “pedagógica” da estrutura (como desenhar mentalmente/na prova):
- Desenhe um octaedro com o átomo de Pd no centro. Coloque três posições ocupadas por
e três por . Explique no rascunho que existem duas formas possíveis: - fac: as três
formam uma face triangular (todas cis entre si); as três ocupam a face oposta ou as demais posições. - mer: duas das
ficam trans entre si e a terceira fica cis a essas duas; analogamente para as .
- fac: as três
- Indique a fórmula do cátion:
. Lembre-se de que, para isolar o composto real, serão necessários contra-íons (por exemplo, 4Cl^-), que não aparecem na fórmula de coordenação.
Resposta
Octaédrico
, que admite os isômeros fac e mer.