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Complexos
Complexo é um composto que tem uma estrutura com um metal central rodeado de aniões ou de moléculas.
Um ião metálico central é rodeado de moléculas de água
As moléculas de água orientam – se de acordo com a
atracção electrostática entre a carga do ião ( positivo) e os
pares de electrões não partilhados da molécula de água que
é o ligando
Formação de um complexo
Nos iões complexos :
Designa –se por ligando as moléculas ou iões que
possuem pares de electrões não ligantes
O átomo central é um ião do metal (aceita electrões )
Designa – se por nº de coordenação o nº de pares
electrónicos aceites pelo átomo central
A ligação coordenada envolve pares de electrões
não ligantes dos ligandos
Cu ( H2O )42+
Ião central
ligandoNº de
coordenação
Ião central – Cu2+
Ligando – H2O
Nº coordenação - 4
Co Cl ( NH3 )52+
Ião central
ligandosNº de coordenação ( 1+5 = 6)
Ião central – Co+
Ligandos – Cl - e NH3
Nº coordenação - 6
Classificação dos ligandos
• monodentados – ligandos que partilham apenas um par
de electrões com o átomo central• polidentados – (bidentado , tridentado ,..) - ligandos que
partilham mais do que um par de electrões
com o átomo central
• Sempre que um ião complexo contém um ou mais
iões polidentados designa – se por quelato
e
A molécula 1,2 – diaminoetano
liga – se ao metal central por dois pares de electrões ( um de cada átomo de azoto ) N desta molécula – é um ligando bidentado
EDTA EDTA é o acrónimo em inglês: EthyleneDiamineTetrAcetic acid.(ácido etilenodiamino tetra-acético).É um composto orgânico que age como ligando polidentado, formando complexos muito estáveis com diversos iões metálicos.
EDTAEDTA
Geometria dos iões complexosGeometria dos iões complexos
LinearLinear – corresponde a nº coordenação dois , 2
TetraedricaTetraedrica – corresponde a nº coordenação quatro, 4
Quadrangular planaQuadrangular plana – corresponde a nº coordenação
quatro, 4
OctaédricaOctaédrica – corresponde a nº coordenação seis, 6
Geometria dos iões complexos
Ag(NH3)2+ Zn(NH3)4
2+ Ni(NH3)62+Pt(NH3)4
2+
Aplicações dos complexosAplicações dos complexos
Produtos de limpezaProdutos de limpeza – O EDTA é um agente complexante capaz de formar quelatos com metais como Ca2+ Mg2+, criando um complexo iónico solúvel evitando a fixação cálcio em tubagens e materiais
QuímicaQuímica
Limpar ferrugemLimpar ferrugem – o oxido de ferro é insolúvel em água, mas dissolve – se na presença de ácido oxálico dando origem ao ião complexo trioxalato ferrato (III) [ Fe ( C2O4)3 ]3 – solúvel
MetalurgiaMetalurgia
Processos de extracção de metais nobres , prata e ouro , a partir do minério
4 Au(s) + 8 CN – (aq) + O2 (g) 4 [ Au ( CN)2 ] – ( aq) + 4HO – (aq)
Zn(s) + 2 [ Au ( CN)2 ] – ( aq) [ Zn ( CN)4 ]2 – ( aq) + Au(s)
MedicinaMedicina
Um dos complexos de maior sucesso na área da terapêutica é a cisplatina [Pt(NH3)2Cl2]
Este complexo tem a capacidade de se introduzir nas cadeias de ADN do núcleo das células .Como consequência desta introdução anómala na cadeia ADN , a célula deixa de se replicar o que permite que a cisplatina seja um instrumento eficaz na cura do cancro É injectada nas células tumorais o que as impede de se replicarem.
Possui no entanto grandes efeitos secundários a nível renal
cisplatina [Pt(NH3)2Cl2]
EDTA éEDTA é um composto orgânico que age como ligante polidentado, formando complexos muito estáveis com diversos iões metálicos. Devido a isso, é usado como preservante do sangue, pois "inactiva" os iões de cálcio, que promovem a coagulação sanguínea.
MedicinaMedicina
Esta habilidade de complexar e assim "inactivar" iões metálicos é também usada como antídoto para envenenamento por chumbo
MedicinaMedicina
Complexos de gadolíniogadolínio utilizam – se na Imagiologia Médica formando o complexo DOTA
DOTA – ácido 1,4,7,10 –tetraazaciclododecano-1,4,7,10-teraacético – gadolínio , que actua como agente de contraste na ressonância magnética nuclear - RMN
IndustriaIndustria
Complexos de európio podem ser usados em sistemas luminescentes
Complexos de európio e térbio são usados em pigmentos para tintas
BioquímicaBioquímica
A molécula de hemoglobina (C2952H4664O832N812S8Fe4) é um
complexo de ferro , podendo ser dividida em mais de 500 aminoácidos. A parte principal da molécula é um anel heterocíclico contendo um átomo de ferro. Este átomo de ferro é o responsável por manter o oxigénio ligado à molécula e assegurar o transporte de oxigénio no sangue .
A CorA Cor
• Quando a luz branca incide sobre um material, algumas radiações são absorvidas outras podem ser transmitidas e outras reflectidas
Componente da luz branca . Vermelho, verde,azul; reflectidas pelo branco, absorvidas pelo preto e transmitidas por objectos transparentes incolores
A cor resulta da absorção selectiva de radiação visível
A CorA Cor
A CorA Cor
cor comprimento de onda frequência
vermelho ~ 625-740 nm ~ 480-405 THz
laranja ~ 590-625 nm ~ 510-480 THz
amarelo ~ 565-590 nm ~ 530-510 THz
verde ~ 500-565 nm ~ 600-530 THz
ciano ~ 485-500 nm ~ 620-600 THz
azul ~ 440-485 nm ~ 680-620 THz
violeta ~ 380-440 nm ~ 790-680 THz
Espectro Contínuo
A cor dos complexos está relacionada com a absorção de radiações em zonas específicas do espectro visível devido a transições electrónicas entre as orbitais d .
A Cor nos complexosA Cor nos complexos
O conjunto das orbitais d apresenta simetria esférica
A cor dos complexos dos metais de transição pode ser relacionada com a presença de orbitais d
As orbitais a vermelho orientam – se na direcção dos eixos
As orbitais a azul orientam – se na direcção entre os eixos
A Cor nos complexosA Cor nos complexos
A cor dos complexos dos metais de transição pode ser relacionada com a presença de orbitais d vazias ou semi preenchidas e com a presença de electrões não emparelhados no metal
Nos complexos as orbitais d não apresentam todas a mesma energia, embora a energia total permaneça constante
Teoria do campo cristalino dá uma explicação de como se processa a distribuição energética das orbitais d Foi utilizada com sucesso para explicar a cor, propriedades magnéticas, espectro electrónico (Uv-Vis) e de ressonância paramagnética electrónica (RPE) de compostos de coordenação de metais detransição.
Teoria do campo cristalinoTeoria do campo cristalino
O aumento de energia deve – se ao aumento de repulsões entre um electrão do metal nessa orbital e o par electrónico do ligando
Quando os pares de electrões dos ligandos se aproximam do átomo central para estabelecer ligação coordenada, as orbitais d do metal, que se orientam preferencialmente para receber os pares de electrões dos ligandos, sofrem um aumento de energia
A energia total das orbitais d tem de se manter constante , assim as restantes orbitais d sofrem um decréscimo de energia para compensar o aumento sofrido pelas outras orbitais d
Os ligandos aproximam – se ao logo dos eixos x , y e z
Esta aproximação afecta principalmente as orbitais
x2-y2 e z2
Complexo octaedricoComplexo octaedrico
As orbitais afectadas vão depender da distribuição espacial dos ligandos – da geometria do complexo
Geometria octaedrica – maior diferença de energia entre as orbitais de maior e menor energia
Geometria tetraedrica – menor diferença de energia entre as orbitais de maior e menor energia
A cor nos complexos é consequência de absorções de radiação A cor nos complexos é consequência de absorções de radiação visível que ocorrem normalmente entre orbitais d do metalvisível que ocorrem normalmente entre orbitais d do metal
Complexo octaedricoComplexo octaedrico
As orbitais d desdobram – se em orbitais de maior e de menor energia
A diferença de energia entre estas orbitais é representado por o
Energia das orbitais d antes da aproximação do ligando
Energia das orbitais d depois da aproximação do ligando
Complexo tetraedricoComplexo tetraedrico
A diferença de energia entre estas orbitais é representado por T e tem valor inferior a o
Neste tipo de complexos os ligandos aproximam – se das orbitais dxy , dxz ´e dzy
A separação das orbitais d é oposta à observada para os complexos octaedricos
A Cor em conclusão A Cor em conclusão
A cor de um ião complexo depende :
Do nº de electrões presentes nas orbitais d do ião metálico central
Do arranjo dos ligandos à volta do ião central ( geometria do complexo ) , pois isso afecta a separação das orbitais d
Da natureza do ligando , já que diferentes ligandos têm diferentes efeitos nas energias relativas das orbitais d
Das transições entre orbitais d de diferentes energias
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