Explicar, em cada uma das seguintes alterações abaixo, como a velocidade de uma reação de substituição em um complexo quadrado-planar de Pt^2+ é alterada (aumenta ou diminui):
Troca do grupo de saída de Cl^-para I^-.

Passo 1

Beleza, o exercício está pedindo para a gente analisar como muda a velocidade de uma reação de substituição num complexo quadrado-planar de Pt²⁺ quando o grupo de saída passa de Cl⁻ para I⁻. Isso é química inorgânica, mais precisamente cinética de substituição em complexos de platina. Para resolver vamos precisar entender:
  1. Qual o mecanismo típico de substituição em Pt(II) (associativo ou dissociativo);
  2. O que faz um bom “grupo de saída” (leaving group);
  3. Como essas características mudam se trocarmos Cl⁻ por I⁻.

Passo 2

Mecanismo de substituição em Pt(II):
  • Em complexos quadrado-planares de Pt²⁺ o caminho mais comum é o associativo (A), onde primeiro o ligante que chega forma um intermediário 5-coordenado, depois sai o grupo de saída.
  • A etapa lenta (determinante da velocidade) é justamente essa formação do estado de transição/intermediário 5-coordenado.

Passo 3

O que faz um bom grupo de saída?
  • Quanto mais estável for o ânion livre, mais fácil ele sai.
  • I⁻ é maior, mais polarizável e um base mais fraca que Cl⁻. Logo, I⁻ é mais estável isolado e, portanto, melhor leaving group que Cl⁻.
  • Em termos de energia de ativação, um bom leaving group baixa a energia necessária para formar o TS/intermediário.

Passo 4

Aplicando ao nosso caso:
  • Se no lugar de Cl⁻ você tiver I⁻, a etapa lenta (formar o complexo 5-coordenado) fica mais fácil porque I⁻ solto é bem confortável energeticamente.
  • Isso significa barreira de ativação menor, ou seja, a reação acontece mais rápido quando o leaving group é I⁻ em vez de Cl⁻.

Resposta

A velocidade da reação de substituição aumenta quando trocamos Cl⁻ por I⁻ como grupo de saída.

Exercícios relacionados