Explicar, em cada uma das seguintes alterações abaixo, como a velocidade de uma reação de substituição em um complexo quadrado-planar de
é alterada (aumenta ou diminui):
Troca do grupo de saída de
para
.
Troca do grupo de saída de
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:
- Qual o mecanismo típico de substituição em Pt(II) (associativo ou dissociativo);
- O que faz um bom “grupo de saída” (leaving group);
- 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.