Complexos

1. Complexos Complexo é um composto que tem uma estrutura com um metal central rodeado de aniões ou de moléculas.

2. Formação de um complexo • 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

3. 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 ) • A ligação coordenada envolve pares de electrões não ligantes dos ligandos • Designa – se por nº de coordenação o nº de pares electrónicos aceites pelo átomo central

4. Cu ( H2O )42+ Nº de coordenação Ião central ligando Ião central – Cu2+ Ligando – H2O Nº coordenação - 4

5. Nº de coordenação ( 1+5 = 6) Ião central ligandos Co Cl ( NH3 )52+ Ião central – Co+ Ligandos – Cl - e NH3 Nº coordenação - 6

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 porquelato

7. 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

8. EDTA EDTA é o acrónimo em inglês:EthyleneDiamineTetrAceticacid.(ácido etilenodiamino tetra-acético). É um composto orgânico que age como ligando polidentado, formando complexos muito estáveis com diversos iões metálicos.

9. Geometria dos iões complexos Linear – corresponde a nº coordenação dois , 2 Tetraedrica – corresponde a nº coordenação quatro, 4 Quadrangular plana – corresponde a nº coordenação quatro, 4 Octaédrica – corresponde a nº coordenação seis, 6

10. Ag(NH3)2+ Zn(NH3)42+ Pt(NH3)42+ Ni(NH3)62+ Geometria dos iões complexos

11. Aplicações dos complexos Química Produtos 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 Limpar 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

12. Metalurgia 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)

13. Medicina Um dos complexos de maior sucesso na área da terapêutica é a cisplatina [Pt(NH3)2Cl2] 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

14. Medicina EDTA 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. Esta habilidade de complexar e assim "inactivar" iões metálicos é também usada como antídoto para envenenamento por chumbo

15. Medicina Complexos de gadolínioutilizam – 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

16. Industria Complexos de európio podem ser usados em sistemas luminescentes Complexos de európio e térbio são usados em pigmentos para tintas

17. Bioquímica 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 .

18. A Cor • A cor resulta da absorção selectiva de radiação visível • 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

19. A Cor

20. A Cor 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 .

21. A Cor nos complexos A cor dos complexos dos metais de transição pode serrelacionada com a presença deorbitais d As orbitais a vermelho orientam – se na direcção dos eixos As orbitais a azul orientam – se na direcção entre os eixos O conjunto das orbitais d apresenta simetria esférica

22. A Cor nos complexos • A cor dos complexos dos metais de transição pode serrelacionada com a presença deorbitais dvazias 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 dFoi 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.

23. Teoria do campo cristalino • 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 • O aumento de energia deve – se ao aumento de repulsões entre um electrão do metal nessa orbital e o par electrónico do ligando • 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

24. Complexo octaedrico Os ligandos aproximam – se ao logo dos eixos x , y e z Esta aproximação afecta principalmente as orbitais x2-y2 e z2

25. 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 visível que ocorrem normalmente entre orbitais d do metal

26. Complexo 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 depoisda aproximação do ligando Energia das orbitais d antesda aproximação do ligando

27. Complexo tetraedrico 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 diferença de energia entre estas orbitais é representado por Te tem valor inferior a o

29. 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