1. Mostre, com equações estruturais, como o par de elétrons do \mathrm{H}_{2} \mathrm{CO} reage com \mathrm{Fe}^{2+} formando um complexo.

Passo 1

O enunciado pede: mostrar, com equações estruturais, como o par de elétrons do \mathrm{H_2CO} reage com \mathrm{Fe^{2+}} formando um complexo.
Informações relevantes dadas pelo enunciado e que vamos usar:
  • A molécula é \mathrm{H_2CO} (formal­deído).
  • O átomo que tem par(s) de elétrons disponível para doação é o oxigênio da carbonila.
  • O cátion é \mathrm{Fe^{2+}}, com carga positiva e capaz de aceitar um par de elétrons.
  • O objetivo é escrever equações estruturais (mostrar as estruturas e a seta de doação) que expliquem a formação do complexo.

Passo 2

Desenhar a estrutura de Lewis simplificada do formaldeído para identificar o par doador.
A fórmula estrutural (carbonila) pode ser escrita como \mathrm{H_2C=O}. O oxigênio tem dois pares de elétrons não ligados (pares isolados, “lone pairs”). Para indicar isso de forma curta usamos \mathrm{O(l.p.)_2}. Assim, uma representação útil é:
\mathrm{H_2C=O(l.p.)_2}
Explicação didática: aqui \mathrm{H_2C=O} mostra a dupla ligação carbono‑oxigênio; \mathrm{O(l.p.)_2} significa que o oxigênio tem dois pares de elétrons não compartilhados — cada par são dois elétrons que podem ser doados a um centro aceitador.

Passo 3

Identificar o papel de \mathrm{Fe^{2+}}.
\mathrm{Fe^{2+}} é um íon positivo com orbitais vazios ou parcialmente vazios que podem aceitar um par de elétrons. Em termos simples, \mathrm{Fe^{2+}} funciona como um aceitador de par eletrônico (um ácido de Lewis). Não precisamos aqui entrar nos detalhes dos orbitais d, bastando saber que existe um lugar disponível para receber um par eletrônico.

Passo 4

Mostrar a formação da ligação coordenada (dativa) usando seta de doação de elétrons.
O par de elétrons do oxigênio é representado por \mathrm{O(l.p.)}. Quando esse par é doado ao \mathrm{Fe^{2+}}, desenhamos uma seta do par em direção ao metal para indicar uma ligação coordenada. Em notação estrutural isso fica:
\mathrm{H_2C=O(l.p.)} \; + \; \mathrm{Fe^{2+}} \;\xrightarrow{\text{doação de par}}\; \mathrm{H_2C=O\rightarrow Fe^{2+}}çã
Explicação didática: a seta \rightarrow representa que ambos os elétrons da ligação vêm do oxigênio (doador). Após a doação forma‑se uma ligação coordenada O \rightarrowFe. Não há transferência formal de carga que transforme \mathrm{Fe^{2+}} em \mathrm{Fe^0} nem neutralização completa — o complexo resultante mantém a carga global adequada.

Passo 5

Escrever a fórmula do complexo formado e verificar a carga.
O complexo monodentado (formal­deído ligado via O) é comumente escrito como [\mathrm{Fe(H_2CO)}]^{2+}. A equação global simples é:
\mathrm{H_2C=O} \;+\; \mathrm{Fe^{2+}} \;\longrightarrow\; [\mathrm{Fe(H_2C=O)}]^{2+}
Verificação de carga: \mathrm{H_2C=O} é neutro, \mathrm{Fe^{2+}} tem carga +2; o ligante doa um par mas não carrega carga adicional, então o complexo resultante continua com carga +2.

Passo 6

Comentários práticos e alternativas (úteis para a prova).
  • Em química inorgânica real \mathrm{Fe^{2+}} costuma ter número de coordenação 6, então na prática o formaldeído ocuparia apenas um dos sítios de coordenação. Um complexo mais realista seria, por exemplo:
[\mathrm{Fe(H_2O)_5(H_2CO)}]^{2+}
onde cinco moléculas de água e uma de formaldeído completam a esfera de coordenação.
  • No mecanismo formal, não ocorre transferência de elétrons que mude as valências formais de maneira diferente de uma ligação covalente coordenada; apenas escrevemos a seta doadora e o complexo formado.

Resposta

\mathrm{H_2C=O(l.p.)} + \mathrm{Fe^{2+}} \longrightarrow \mathrm{H_2C=O\rightarrow Fe^{2+}} \equiv [\mathrm{Fe(H_2C=O)}]^{2+}

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