Tanto agua quanto etilendiamina (en) tem dois pares de elétrons não ligantes. Por que a água não pode agir como um ligante bidentado?
Passo 1
Beleza, o enunciado pergunta: “Tanto água quanto etilendiamina (en) têm dois pares de elétrons não ligantes. Por que a água não pode agir como ligante bidentado?”
Conteúdo: química de coordenação – denticidade de ligantes e efeito quelato.
O que vamos precisar:
Conteúdo: química de coordenação – denticidade de ligantes e efeito quelato.
O que vamos precisar:
- Saber o que é denticidade (número de átomos doadores em um ligante).
- Entender a estrutura da água (H₂O) e da etilendiamina (en).
- Compreender por que a geometria/dois pares em um mesmo átomo não geram um quelato estável.
Passo 2
Antes de tudo, o que é ligante e denticidade?
Um ligante é uma molécula ou íon que doa elétrons para um metal, formando uma ligação coordenada.
A denticidade (κ) é o número de átomos doadores que um ligante usa para se ligar ao metal.
Um ligante é uma molécula ou íon que doa elétrons para um metal, formando uma ligação coordenada.
A denticidade (κ) é o número de átomos doadores que um ligante usa para se ligar ao metal.
- Se κ = 1, é monodentado (ex.: H₂O).
- Se κ = 2, é bidentado (ex.: en).
Passo 3
Agora, olha a água:
- Tem fórmula H₂O.
- O oxigênio tem dois pares de elétrons não ligantes.
Mas os dois pares estão no mesmo átomo (O).
Isso significa que, mesmo tendo dois pares, só existe um átomo doador pro metal. Então κ = 1, monodentado.
Passo 4
Compare com a etilendiamina (en):
- Fórmula H₂N–CH₂–CH₂–NH₂.
- Possui dois átomos de nitrogênio, cada um com um par solitário.
Logo, você tem dois sítios de doação (os dois N), κ = 2, bidentado.
Esse ligante consegue coordenar pelos dois N ao mesmo átio metálico, formando um anel de quelato estável (5-membros).
Passo 5
Um detalhe geométrico reforça o problema da água:
- Os dois pares em O estão afastados por cerca de 104,5° (ângulo H–O–H).
- Para a mesma molécula de H₂O “pegar” o metal em dois pontos, o metal teria que caber exatamente nesse bite‐angle de ~104,5°, o que não coincide com nenhuma geometria estável de complexos comuns (octaédrica, tetraédrica etc.).
- Mesmo se fosse possível, não muda o fato de que só há um ponto de doação (o próprio oxigênio).
Resposta
A água não é bidentada porque, apesar de ter dois pares de elétrons, ambos estão no mesmo átomo (oxigênio). A denticidade conta átomos doadores, não pares de elétrons. Sem dois átomos distintos para formar dois pontos de ligação, não rola quelato bidentado.