O paládio (II) tende a formar complexos com um número de coordenação 4. Um dos compostos foi originalmente formulado como
(a) escreva a fórmula para esses compostos que melhor descreva a sua estrutura de coordenação. (b) Quando uma solução aquosa desse composto é tratada com excesso de
, quantas mols de
são formados por mol de
.
Passo 1
O enunciado dá a fórmula empírica
e pede duas coisas:
- (a) Escrever a fórmula que melhor descreve a estrutura de coordenação do composto (ou seja, como os ligantes estão efetivamente ligados ao paládio).
- (b) Ao tratar uma solução aquosa desse composto com excesso de
, determinar quantas mols de se formam por mol de .
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
- O paládio na oxidação II tende a formar compostos com número de coordenação 4.
- A fórmula empírica observada é
(um mol de Pd, dois mols de Cl e três mols de NH por unidade).
Passo 2
Entendendo o que significa “número de coordenação 4” e o papel dos ligantes:
- O “número de coordenação 4” significa que o centro metálico (aqui
) prefere ligar-se a quatro ligantes ao seu redor. - Ligantes podem ser aniônicos (como
) ou neutros (como ). Quando um ligante neutro está ligado ao metal, não aparece como contra-íon na fórmula; quando um ânion está livre (iônico), aparece como contra-íon e reage com para formar .
Vou explicar de forma bem simples: pense no paládio como uma “cadeira” com quatro lugares. Esses quatro lugares são preenchidos por ligantes; se dois forem
e dois forem
, a unidade coordenada fica completa e não sobra carga externa. O “
” na fórmula original indica muitas vezes uma molécula de amônia adicionada como “cristal de inclusão” (ou seja, não coordenada), e não um ligante ligado ao metal.
Passo 3
Traduzindo a fórmula empírica para a estrutura de coordenação mais razoável:
- Como existem 2 átomos de cloro por paládio e o paládio coordena 4 ligantes, a maneira mais simples e consistente de acomodar isso é ter o paládio ligado a dois cloretos e a duas amonias, completando as quatro posições de coordenação.
- A terceira molécula de
da fórmula empírica fica como uma molécula “de cristalização” (não coordenada). Por isso a fórmula que descreve melhor a estrutura de coordenação é:
- Observação sobre geometria: para
com quatro ligantes a geometria típica é quadrado-planar (como em muitos complexos de Pt(II)/Pd(II)). Isso não altera a contagem de ligantes, apenas a forma espacial.
Passo 4
Explicando por que escrevemos assim (didático):
- Em
os dois são ligantes aniônicos coordenados ao metal (não são contra-íons livres) e as duas são ligantes neutros coordenadas. - O “
” indica uma molécula de amônia que está presente no sólido como molécula de cristalização (ou seja, não está ligada ao Pd). - Essa escrita reflete exatamente o fato de o paládio ter 4 ligantes efetivos (2 Cl + 2 NH
).
Passo 5
O que acontece ao adicionar excesso de
— princípio químico:
-
reage com íons cloreto livres para formar o sólido pouco solúvel :
- Além disso,
pode “agarrar” cloretos que estejam coordenados a metais se houver caminho para que esses cloretos sejam removidos (forma-se sólido e o complexo metálico fica com posições de coordenação vagas ou é recristalizado com outros ligantes). Na prática, cada átomo de cloro presente no composto pode reagir com um íon para precipitar .
Passo 6
Aplicando a este composto e fazendo a estequiometria:
- Na fórmula correta
existem exatamente dois átomos de cloro por unidade de composto, ambos capazes de formar com . - Cada
dá uma molécula de ao reagir com : portanto, dois cloretos → duas unidades de . - Reação estequiométrica simplificada por unidade de composto:
(O detalhe dos produtos de Pd após perda de Cl não é pedido; o importante é a quantidade de
formada.)
Passo 7
Conclusão (motivação final e palavra de ânimo):
- Então, resumindo a lógica: o paládio coordena 2 cloretos e 2 amonias; há uma amônia extra como cristalização; ao tratar com
cada um dos 2 cloretos reage com formando . - Você já tá indo bem: identificou ligantes, entendeu dot para moléculas de cristalização e aplicou a estequiometria simples — é exatamente o tipo de raciocínio cobrado em prova!
Resposta
(a)
(b) mol de
por mol de
(b)