- Mostre como o íon
pode formar complexos com
, detalhando a transferência de pares de elétrons.
Passo 1
O enunciado pede para mostrar como o íon
pode formar complexos com
, detalhando a transferência de pares de elétrons. Informações relevantes fornecidas ou implícitas:
- O cátion é
. - O ligante é
(éter dimetílico), uma molécula neutra cujo átomo de oxigênio possui pares de elétrons não ligantes (pares solitários). - Precisa-se explicitar o mecanismo de formação das ligações (doação de pares) e o tipo de ligação formada.
Passo 2
Conceito-chave (explicação didática): Lewis ácido-base e ligação coordenada.
- Um Lewis ácido é uma espécie que aceita um par de elétrons. Um Lewis base é uma espécie que doa um par de elétrons.
- Uma ligação coordenada (ou dativa) é formada quando ambos os elétrons da ligação vêm do mesmo átomo — o doador (a base de Lewis) — e passam a ser partilhados com o aceitador (o ácido de Lewis).
- No nosso caso,
atua como Lewis ácido (aceita pares) e o oxigênio de atua como Lewis base (doa pares).
Passo 3
Estrutura e pares livres de
(aula prática).
- A fórmula estrutural simples é
. - O oxigênio tem duas ligações sigma com carbonos e tem dois pares não ligantes. Podemos representar um par livre como dois pontos:
. - Assim, uma representação funcional do ligante é
indicando o par livre disponível para doação. - Explicação: o par livre está em um orbital com caráter parcialmente
; ao se aproximar de um metal, esse orbital pode sobrepor-se a um orbital vazio do metal e doar o par.
Passo 4
Características eletrônicas do
relevantes (passo-a-passo).
- Configuração eletrônica do ferro neutro:
. - Para
removemos três elétrons: . - Mesmo com cinco elétrons em
, existem orbitais do metal (por exemplo orbitais , e combinações;/;híbridos) que podem aceitar densidade eletrônica proveniente de ligantes neutros. Portanto tem capacidade de aceitar pares de elétrons e formar complexos.
Passo 5
Formação de uma ligação coordenada simples (um passo concreto).
- Quando o par livre do oxigênio se aproxima do cátion, ocorre doação do par para um orbital vazio do ferro. Escrevemos simbolicamente:
- Esse fluxo de elétrons resulta numa ligação dativa
(às vezes escrita ou com uma seta sobre a ligação). - Importante: não há transferência de carga que reduza
a outro óxido (nenhuma reação redox) — o que muda é que os elétrons do par passam a ser compartilhados na ligação; o estado de oxidação permanece .
Passo 6
Extensão: formação do complexo completo e geometria (didática e prática).
- Os ligantes monodentados neutros como
doam um par cada. O íon costuma apresentar número de coordenação 6 (frequentemente complexos octaédricos) quando é rodeado por ligantes pequenos/monodentados. - Assim, combinando seis moléculas de
com obtemos o complexo octaédrico (representação simbólica):
- Em cada uma das seis ligações ocorre a mesma doação de par: cada
doa um par do oxigênio para o metal, formando seis ligações dativas . - Geometricamente, isso tende a resultar em uma estrutura octaédrica em que os seis oxigênios dos
ocupam os seis vértices ao redor do ferro.
Passo 7
O que acontece aos elétrons do metal e às propriedades do complexo (intuitivo).
- Os cinco elétrons
de permanecem no centro metálico; os pares doadores dos ligantes passam a partilhar densidade com orbitais do metal, estabilizando o cátion por interação eletrostática e covalente parcial. - O tipo de interação depende da força do ligante; eteres (como
) são ligantes relativamente fracos comparados a amônia ou água, então os complexos formados são geralmente mais facilmente dissociáveis (lábil). - Relembre: a formação do complexo é coordenativa (donor → aceitador), não redox.
Passo 8
Resumo prático com a representação da transferência de pares (passo final didático).
- Doação de um par do oxigênio para o ferro, por ligante:
- Repetindo isso seis vezes obtemos o complexo octaédrico mostrado no Passo 6.