Indique que tipo de reação está ocorrendo:
\left[\mathrm{Co}(\mathrm{H})_{2}\left\{\mathrm{P}(\mathrm{OMe})_{3}\right\} 4\right]^{+} \rightleftharpoons\left[\mathrm{Co}\left\{\mathrm{P}(\mathrm{OMe})_{3}\right\} 4\right]^{+}+\mathrm{H}_{2}

Passo 1

O enunciado dá duas informações visuais/verbais que preciso identificar:
  • Uma reação química escrita: \left[\mathrm{Co}(\mathrm{H})_{2}\{\mathrm{P}(\mathrm{OMe})_{3}\}_4\right]^+ \rightleftharpoons \left[\mathrm{Co}\{\mathrm{P}(\mathrm{OMe})_{3}\}_4\right]^+ + \mathrm{H}_2.
  • Uma figura esquemática (fornecida como imagem) mostrando um equilíbrio entre um alceno coordenado ao metal e uma espécie alquila + hidreto do metal (seta de equilíbrio entre as duas formas).
O que o enunciado pede: indicar que tipo de reação está ocorrendo em cada caso (ou, se for uma única situação, identificar o tipo representado pelas duas representações).
Informações relevantes dadas:
  • Na primeira equação há duas hidretos ligados ao mesmo metal que se liberam como \mathrm{H}_2.
  • Na figura há uma interconversão entre um alceno coordenado e uma espécie que tem um hidrogênio ligado ao metal (hidreto) e um grupo alquila no carbono (sugere transferência de H entre carbono e metal).

Passo 2

Explicando o que é a reação da primeira equação (conceito e identificação simples).
Quando dois átomos ou grupos ligados ao mesmo metal se unem formando uma nova ligação entre eles e saem como uma molécula neutra (aqui \mathrm{H}_2), o processo é chamado de eliminação redutiva (em inglês, reductive elimination).
Porque isso é chamado de eliminação redutiva:
  • “Eliminação” porque dois ligantes (aqui dois hidretos) deixam de estar ligados ao metal e formam uma nova ligação entre si ( \mathrm{H}-\mathrm{H}).
  • “Redutiva” porque, formalmente, o metal perde ligantes negativos e sua valência eletrônica aumenta (o estado de oxidação do metal diminui em 2 unidades no processo formal), ou seja, o metal é reduzido enquanto os ligantes se unem e saem.
    Exemplo geral em forma simples: \mathrm{M(H)_2L_n} \longrightarrow \mathrm{M L_n} + \mathrm{H_2}.
    No caso dado: \left[\mathrm{Co}(\mathrm{H})_{2}\{\mathrm{P}(\mathrm{OMe})_{3}\}_4\right]^+ \to \left[\mathrm{Co}\{\mathrm{P}(\mathrm{OMe})_{3}\}_4\right]^+ + \mathrm{H}_2 é exatamente uma eliminação redutiva de di-hidreto para dar \mathrm{H}_2.

Passo 3

Mecânica e características práticas da eliminação redutiva (como reconhecer na prova).
  • Mecanismo qualitativo: dois hidretos que estão suficientemente próximos no sítio de coordenação se combinam (acoplam) formando a ligação \mathrm{H}-\mathrm{H} e se desprendem como \mathrm{H}_2.
  • Requisitos comuns: geometria que permita aproximação dos hidretos, e frequentemente um caminho que conduza a uma diminuição formal do estado de oxidação do metal.
  • Como identificar rápido numa questão de prova: se a equação mostra um metal com dois hidretos que vira o mesmo metal sem hidretos + \mathrm{H}_2, pense imediatamente em eliminação redutiva (dessorção de di-hidrogênio).

Passo 4

Explicando a reação mostrada na figura (conceito de eliminação β-hidrogênio e a reação inversa).
A figura mostra equilíbrio entre:
  • um alceno coordenado ao metal (alceno ligado ao metal) e
  • uma espécie com um hidreto no metal e um grupo alquila no carbono (complexo alquila-hidreto).
Este tipo de transformação é característico de eliminação β (eliminação beta-hidrogênio, em inglês β-hydride elimination) no sentido direto, e da inserção migratória (migratory insertion) no sentido inverso.
Definição simples: eliminação β-hidrogênio é a transferência concertada de um hidrogênio que está no carbono β (o segundo carbono a partir do átomo de ligação ao metal) para o metal, gerando:
\mathrm{M{-}CH_2{-}CHR} \longrightarrow \mathrm{M{-}H} + \mathrm{CH_2=CHR}.
A reação é reversível; o processo inverso é chamado de inserção migratória (o alceno insere-se no M–H formando novamente o ligante alquila).

Passo 5

Características e diferenças importantes entre os dois tipos (para não confundir na prova)
  • Eliminação redutiva (ex.: formação de \mathrm{H}_2 a partir de \mathrm{M(H)_2}):
    • Dois ligantes ligados ao metal (aqui dois hidretos) formam uma nova ligação entre si e se desprendem.
    • Há mudança formal no estado de oxidação do metal (redução do metal).
    • Produto simples detectável: \mathrm{H}_2 (ou outra molécula ligada aos dois grupos que se uniram).
  • Eliminação β-hidrogênio:
    • O hidrogênio vem de um carbono β de um ligante alquila; o resultado é um hidreto no metal e formação de um alceno no ligante.
    • Não é o mesmo que dois hidretos se combinando; envolve transferência de H de um carbono para o metal.
    • Frequentemente reversível (inserção/migração do alceno de volta ao hidreto).
  • Dica prática: se a eq. mostra formação de \mathrm{H}_2 a partir de \mathrm{M(H)_2}, diga “eliminação redutiva (dessorção de \mathrm{H}_2)”. Se a eq. mostra transformação entre um complexo alquila e um alceno + M–H, diga “eliminação β (β-hidrogênio) / inserção migratória (reversível)”.

Passo 6

Resumo didático e motivador para a prova
  • Para a equação com cobalto e \mathrm{H}_2: trate como eliminação redutiva (reductive elimination) de \mathrm{H}_2.
  • Para o esquema com alceno ↔ alquila–hidreto: trate como eliminação β-hidrogênio (β-hydride elimination) no sentido que forma o alceno e o hidreto; o processo inverso é inserção migratória.
    Vai dar certo — na prova, procure as “pistas” (dois hidretos → eliminação redutiva; presença de alceno formado a partir de alquila → β-eliminação).

Resposta

Eliminação redutiva (formação de \mathrm{H}_2).
Eliminação \beta-hidrogênio (β-hydride elimination) — processo reversível cuja inversa é a inserção migratória (mostrada na figura).

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