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):
Aumento da carga positiva do complexo.

Passo 1

O enunciado pede para vermos como muda a velocidade de uma reação de substituição num complexo quadrado-planar de Pt²⁺ quando aumentamos a carga positiva do complexo.
Conteúdo: cinética de complexos de coordenação e mecanismo de substituição (associativo).
O que precisamos: entender por que muitos complexos de Pt(II) seguem um mecanismo associativo (ataque de nucleófilo formando um estado de transição pentacoordenado) e como a carga do complexo afeta esse ataque.

Passo 2

Teoria do mecanismo associativo em Pt²⁺:
  1. Pt²⁺ quadrado-planar costuma reagir por um mecanismo associativo (A), parecido com um SN2 em orgânica.
  2. Nesse caminho, primeiro o nucleófilo se aproxima do metal, formando um complexo de transição ou intermediário com coordenação 5 (por exemplo, de 4 para 5 ligantes).
  3. Depois, sai o ligante que vai ser substituído e voltamos a ter 4 coordenadas.
  4. A energia de ativação dessa etapa depende de quão fácil é o nucleófilo “grudar” no centro metálico, isto é, da atração eletrostática entre carga positiva do complexo e carga (ou par de elétrons) do nucleófilo.

Passo 3

Efeito do aumento da carga positiva no complexo:
  1. Se o complexo passa, por exemplo, de [PtL₄]²⁺ para [PtL₄]³⁺, a carga no Pt fica maior.
  2. Pela lei de Coulomb, objetos de cargas opostas se atraem mais quando as magnitudes das cargas são maiores.
  3. Logo, o nucleófilo (que traz par de elétrons e pode ter carga negativa ou ser polar) sente uma atração mais forte para [PtL₄]³⁺ do que para [PtL₄]²⁺.
  4. Com isso, a barreira de energia para chegarmos ao estado de transição pentacoordenado cai, facilitando o ataque.
  5. Como a energia de ativação diminui, a constante de velocidade aumenta (equação de Arrhenius), e assim a velocidade da reação cresce.

Resposta

A velocidade da reação de substituição aumenta quando a carga positiva do complexo quadrado-planar de Pt²⁺ é elevada.

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