Questão 04. Dê o nome e desenhe a fórmula estrutural para as espécies abaixo.
\left(\mathrm{NH}_{4}\right)_{2}\left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{C}_{2} \mathrm{O}_{4}\right)_{2}\left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\right)_{2}\right]

Passo 1

O enunciado pede duas coisas para a espécie fornecida:
  1. Dar o nome (nome sistemático) do composto.
  2. Desenhar a fórmula estrutural (mostrar como os ligantes se ligam ao metal).
Dados fornecidos (pegar literalmente do enunciado):
\left(\mathrm{NH}_{4}\right)_{2}\left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}\right)_{2}\left(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\right)_{2}\right]
Informações úteis explícitas no enunciado que vamos usar:
  • Há dois cátions \mathrm{NH_4^+} (amônio).
  • O ânion complexo é \left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}\right)_{2}\left(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\right)_{2}\right]^{2-}.
  • Cada \mathrm{C_2O_4} é o íon oxalato \left(\mathrm{C_2O_4^{2-}}\right).
  • Cada \mathrm{H_2O} é uma molécula neutra (ligante aqua).
Nada mais será resolvido neste passo — agora que sabemos o que é pedido e quais dados temos, partimos para a resolução didática.

Passo 2

Determinar a carga do complexo e o estado de oxidação do metal (passo essencial para nomear corretamente).
Explicação da ideia (passo a passo, como numa prova):
  • Seja x o estado de oxidação do átomo de níquel \mathrm{Ni} no ânion complexo.
  • Cada oxalato \mathrm{C_2O_4^{2-}} traz carga -2. Há dois deles, então contribuem com -4.
  • Cada água \mathrm{H_2O} é neutra, contribuição 0.
  • O ânion complexo total tem carga -2 (pois o sal tem dois \mathrm{NH_4^+} para neutralizar).
Montamos a equação da soma das cargas dentro do colchete:
x + 2\cdot(-2) + 2\cdot 0 = -2.
Calculando:
x -4 = -2 \quad\Rightarrow\quad x = +2.
Interpretação: o níquel está no estado de oxidação +2, ou seja, \mathrm{Ni^{2+}} no complexo. Isso é importante porque o nome do metal no ânion leva a indicação do número de oxidação: (\mathrm{II}).

Passo 3

Identificar a natureza dos ligantes e a denticidade (isso afeta a geometria e a escrita do nome).
Conceitos rápidos e explicados:
  • Ligante neutro: \mathrm{H_2O} — nome da ligand em nomenclatura IUPAC: “aqua”. Cada \mathrm{H_2O} doa um par de elétrons via o átomo de oxigênio; é monodentado (coordena por um átomo).
  • Ligante aniônico: \mathrm{C_2O_4^{2-}} — nome usual: “oxalato”. O oxalato é bidentado: cada íon oxalato pode ligar ao metal através de duas átomos de oxigênio formando um anel de quelato (chelate) com o metal. Isso significa que cada \mathrm{C_2O_4^{2-}} fornece duas ligações ao metal.
Portanto, contagem de sítios de coordenação (coordination number):
  • Cada oxalato dá 2 sítios → 2\times 2 = 4.
  • Cada água dá 1 sítio → 2\times 1 = 2.
    Total = 4+2 = 6. Um metal com número de coordenação 6 costuma formar geometria octaédrica. Logo, geometricamente o complexo é octaédrico, com \mathrm{Ni} no centro e seis doadores oxigênio ao redor (quatro de oxalato, dois de água).

Passo 4

Como se forma o nome sistemático (regras passo a passo) e aplicação ao caso concreto.
Regras essenciais (explicadas de forma mastigada):
  • Em sais, o cátion vai antes do ânion no nome. Aqui o cátion é \mathrm{NH_4^+}: “amônio”. Como há dois, usamos o prefixo multiplicativo apropriado: “diamônio” ou mais usual “diammonium” em inglês; em português oficial costuma-se usar “diamônio” mas a forma comum e aceita é “diammonium/diamônio”. Vou usar a forma consagrada em nomenclatura inorgânica em português técnico: “diamônio” está mais raro — para evitar confusão e ficar claro, usarei “diammonium” tal como aparece em textos técnicos internacionais adaptados ao português: a forma que se encaixa melhor é “diammonium” ou “diamônio”. Para este contexto didático vou apresentar a forma usual em química inorgânica em português técnico: “diamônio”. (Observação: muitos livros em português aceitam “diammonium” transliterado; se na sua prova o professor exigir “diamônio”, ele também aceita — a ideia é que o cátion é amônio, com multiplicidade dois.)
  • Para o ânion complexo: os ligantes são nomeados em ordem alfabética (ignorando prefixos multiplicativos). Nomes dos ligantes: “aqua” (ou “aqua” → escrevemos como “aqua” em nomes) e “oxalato”. Empresa alfabética: “aqua” (a) vem antes de “oxalato” (o).
  • Para multiplicidade usamos prefixos; quando o nome do ligante já contém um número (ou é composto) usa-se bis, tris, tetrakis etc. Para dois oxalatos é comum usar “bis(oxalato)” porque cada oxalato é polidentado — o prefixo “bis” evita ambiguidade. Para duas aqua usa-se “diaqua”.
  • O nome do metal no ânion leva o sufixo “-ate” e se indica o estado de oxidação entre parênteses romanos: “nickelate(II)”. (Ex.: em ânions complexos de níquel fala-se “nickelate(II)”.)
Aplicando as regras ao nosso composto:
  • Cátion: dois amônio → “diammonium” (ou “diamônio” em variantes).
  • Ânion complexo: ligantes em ordem alfabética: “diaqua” + “bis(oxalato)” seguido por “nickelate(II)”.
    Juntando: “diammonium diaquabis(oxalato)nickelate(II)”.
Para ficar bem claro e em forma padronizada:
Nome sistemático: Diammonium diaquabis(oxalato)nickelate(II).

Passo 5

Desenho / representação estrutural — explicar o que significa “fórmula estrutural” aqui e como desenhamos de forma simples para prova.
O que se espera na prova: mostrar o íon oxalato e como ele forma quelatos com o níquel, e indicar que o níquel está coordenado a duas moléculas de água. Não é preciso desenhar todos os átomos de hidrogênio dos amônios quando se pede a estrutura do complexo; basta indicar os contra-íons \mathrm{NH_4^+} separados e o ânion complexo com suas ligações de coordenação.
Descrição passo a passo do esqueleto estrutural (faça assim na prova, desenhando um octaedro esquemático ou um desenho plano mostrando os quelatos):
  • Coloque \mathrm{Ni} no centro.
  • Desenhe duas moléculas de \mathrm{H_2O} coordenadas axialmente (por cima e por baixo do Ni) ou em posições opostas (trans), cada uma com uma ligação coordenada \mathrm{O \to Ni}.
  • Desenhe dois íons oxalato \mathrm{C_2O_4^{2-}}. Cada oxalato é tipicamente representado como \mathrm{^-O-C(=O)-C(=O)-O^-}. Em coordenação bidentada, duas das suas oxigenias (as terminai, carregadas) ligam-se ao mesmo \mathrm{Ni}, formando um anel de quelato de 5 átomos (O–C–C–O–Ni).
  • Cada oxalato ocupa dois sítios de coordenação adjacentes no octaedro; assim os quatro oxigênios dos dois oxalatos + os dois oxigênios das duas águas somam 6 doadores ao redor do Ni.
Uma representação esquemática simples (valor didático — desenhe similarmente na folha da prova). Aqui eu mostro em linha a conectividade; todos os símbolos químicos estão em TeX para ficar certinho:
Fórmula global (do enunciado):
\left(\mathrm{NH}_{4}\right)_{2}\left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}\right)_{2}\left(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\right)_{2}\right]
Representação do ânion complexo com conectividade (esquemática):
\left[\mathrm{Ni}\bigl(\mathrm{H_2O}\bigr)_2\bigl(\mathrm{C_2O_4}\bigr)_2\right]^{2-}
onde cada \mathrm{C_2O_4^{2-}} é ligado ao \mathrm{Ni} por duas ligações \mathrm{O\to Ni}. Um desenho plano que você pode fazer na prova é:
coloque \mathrm{Ni} no centro; desenhe duas linhas verticais conectando duas \mathrm{H_2O} (uma acima, outra abaixo), e desenhe à esquerda e à direita dois oxalatos, cada um com duas pontes ao \mathrm{Ni} (formando dois anéis de quelato). Por exemplo, num esquema ASCII adaptado a TeX:
\begin{array}{c@{\qquad}c@{\qquad}c} & \mathrm{H_2O} & \\\ & | & \\\ \mathrm{O^{-}-C(=O)-C(=O)-O^{-}} & - & \mathrm{Ni} - \mathrm{O^{-}-C(=O)-C(=O)-O^{-}} \\\ & | & \\\ & \mathrm{H_2O} & \end{array}
(Interpretação do esquema: cada bloco \mathrm{O^{-}-C(=O)-C(=O)-O^{-}} é um oxalato; as setas/linhas que vão do oxalato ao \mathrm{Ni} representam as duas ligações de coordenação de cada oxalato. Na folha, desenhe os anéis de quelato claramente.)
Comentário final sobre isomeria: existem isômeros geométricos possíveis (as duas \mathrm{H_2O} podem ficar cis ou trans). Em muitos complexos do tipo \left[\mathrm{M}(\mathrm{C_2O_4})_2(\mathrm{H_2O})_2\right]^{2-} a configuração trans-diaqua é comum, mas sem informação experimental não podemos afirmar categoricamente qual isômero está presente. Para a prova, desenhar uma das possibilidades (por exemplo, as \mathrm{H_2O} em posições axiais/opostas — trans) com os oxalatos ocupando os outros sítios é perfeitamente aceitável, desde que você mostre os oxalatos como bidentados.

Resposta

Diammonium diaquabis(oxalato)nickelate(II)
\left(\mathrm{NH}_{4}\right)_{2}\left[\mathrm{Ni}\left(\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}\right)_{2}\left(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\right)_{2}\right]

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