Indique (desenhe as estruturas de Lewis) os principais modos de coordenação dos seguintes ligantes. Classifique cada um deles quanto à carga, número de átomos doadores e habilidade para formar anéis quelatos.
Escreva suas fórmulas, de acordo com a notação usada atualmente (uso de colchetes).
2,3-dihidroxipiridina;

Passo 1

O enunciado pede os modos de coordenação da 2,3-dihidroxipiridina ao metal M, mostrando para cada modo
  1. a estrutura de Lewis simplificada,
  2. a notação de coordenação usando \kappa e colchetes,
  3. a carga formal do complexo-ligante,
  4. o número de átomos doadores e
  5. a capacidade de formar anéis quelatos (tamanho e quantidade).

Passo 2

A 2,3-dihidroxipiridina tem fórmula
L = \mathrm{C}_5\mathrm{H}_3\mathrm{N}(\mathrm{OH})_2
e três potenciais átomos doadores:
– o nitrogênio piridínico (\mathrm{N}),
– o oxigênio da hidroxila em posição 2 (\mathrm{O_2}) e
– o oxigênio da hidroxila em posição 3 (\mathrm{O_3}).
Ao se desprotonar uma ou ambas as –OH, surgem os estados aniônicos
L^- = \mathrm{C}_5\mathrm{H}_2\mathrm{N}(\mathrm{O}^-)(\mathrm{OH}) \quad,\quad L^{2-} = \mathrm{C}_5\mathrm{H}_1\mathrm{N}(\mathrm{O}^-)_{2}\,.

Passo 3

Modos monodentados ( 1 átomo doador, nenhum anel quelato):
- Coordenação pelo nitrogênio (neutro)
Estrutura de Lewis (esquemática):
:N– C_{5} ring–(OH)₂
Notação:
[\mathrm{M}(\kappa^1\!-\!\mathrm{N}\!-\!L)]
Carga: 0. Número de doadores: 1. Anéis quelato: nenhum.
- Coordenação por uma hidroxila (neutra) em O_{2} ou O_{3}
Estrutura de Lewis:
O_{2} C_{2}– (resto do anel)
Notação:
[\mathrm{M}(\kappa^1\!-\!\mathrm{O_2}\!-\!L)] \quad\text{ou}\quad [\mathrm{M}(\kappa^1\!-\!\mathrm{O_3}\!-\!L)]
Carga: 0. Número de doadores: 1. Anéis quelato: nenhum.
- Coordenação por um fenolato monoaniônico (desprotonação de uma –OH)
Estrutura de Lewis:
O^{-}–C–…
Notação:
[\mathrm{M}(\kappa^1\!-\!\mathrm{O_2}\!-\!(L^-))] \quad\text{ou}\quad [\mathrm{M}(\kappa^1\!-\!\mathrm{O_3}\!-\!(L^-))]
Carga: -1. Número de doadores: 1. Anéis quelato: nenhum.

Passo 4

Modos bidentados ( 2 átomos doadores, formam um anel quelato cada):
- Catecholato dianiônico O_{2}, O_{3}
Ligante L^{2-} doa pelos dois oxigênios:
Notação:
[\mathrm{M}(\kappa^2\!-\!\mathrm{O_2},\mathrm{O_3}\!-\!(L^{2-}))]
Carga: -2. Número de doadores: 2. Forma um anel quelato de 5 membros \bigl(M–O_2–C_2–C_3–O_3–M\bigr).
- Fenolato monoaniónico N,O
Ligante L^{-} doa pelo N e por um O (pode ser O_{2} ou O_{3}), gerando dois isômeros idênticos em anel:
Notação:
[\mathrm{M}(\kappa^2\!-\!\mathrm{N},\mathrm{O_2}\!-\!(L^{-}))] \quad\text{ou}\quad [\mathrm{M}(\kappa^2\!-\!\mathrm{N},\mathrm{O_3}\!-\!(L^{-}))]
Carga: -1. Número de doadores: 2. Cada modo fecha um anel quelato de 5 membros \bigl(M–N–C_1–C_2–O_2–M\bigr) ou \bigl(M–N–C_1–C_2–C_3–O_3–M\bigr).

Passo 5

Modo tridentado ( 3 átomos doadores, dois anéis quelato fundidos):
- Ligante dianiônico N, O_{2}, O_{3}
[\mathrm{M}(\kappa^3\!-\!\mathrm{N},\mathrm{O_2},\mathrm{O_3}\!-\!(L^{2-}))]
Carga: -2. Número de doadores: 3. Forma dois anéis quelato de 5 membros fundidos:
  1. M–N–C_1–C_2–O_2–M
  2. M–O_2–C_2–C_3–O_3–M.

Resposta

Os principais modos de coordenação de 2,3-dihidroxipiridina são:
(a) Monodentado \kappa^{1}–N neutro: [\mathrm{M}(\kappa^1\!-\!\mathrm{N}\!-\!L)], carga 0, 1 doador, sem quelato.
(b) Monodentado \kappa^{1}–O neutro: [\mathrm{M}(\kappa^1\!-\!\mathrm{O}\!-\!L)], carga 0, 1 doador, sem quelato.
(c) Monodentado \kappa^{1}–O aniónico: [\mathrm{M}(\kappa^1\!-\!\mathrm{O}\!-\!(L^{-}))], carga –1, 1 doador, sem quelato.
(d) Bidentado \kappa^{2}–O,O dianiónico: [\mathrm{M}(\kappa^2\!-\!\mathrm{O_2},\mathrm{O_3}\!-\!(L^{2-}))], carga –2, 2 doadores, anel 5-membros.
(e) Bidentado \kappa^{2}–N,O monoaniónico: [\mathrm{M}(\kappa^2\!-\!\mathrm{N},\mathrm{O}\!-\!(L^{-}))], carga –1, 2 doadores, anel 5-membros.
(f) Tridentado \kappa^{3}–N,O,O dianiónico: [\mathrm{M}(\kappa^3\!-\!\mathrm{N},\mathrm{O_2},\mathrm{O_3}\!-\!(L^{2-}))], carga –2, 3 doadores, dois anéis 5-membros fundidos.

Exercícios relacionados