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Química de coordenação

ESTE ARTIGO É SOBRE QUÍMICA

Este artigo louva Vogel.

Tanquedecolando.jpg


Metal (M) sendo sodomizado por seis átomos ligantes. Exemplo do que pode acontecer na química de coordenação.

Cquote1.png Você quis dizer: surubão Cquote2.png
Google sobre Química de coordenação
Cquote1.png Essa parte da química eu entendo muito bem. Cquote2.png
Alexandre Frota sobre química de coordenação
Cquote1.png Me identifico muito com isto, lembra meus tempos de juventude. Cquote2.png
Oscar Wilde sobre química de coordenação
Cquote1.png Pobre do metal... será que não dói muito? Cquote2.png
Carla Perez sobre química de coordenação
Cquote1.png E onde que ele vai colocar isso, doutor? Vai destronchar o pobre do átomo! Cquote2.png
Severino sobre química de coordenação

A Química de Coordenação, também conhecida pelos nerds químicos por Química dos elementos de transição (apenas para dar um nome pomposo), é a parte da química que trata de tudo aquilo que a Química Inorgânica não foi capaz, como, por exemplo, terminar de destruir o seu cérebro. Ela trata das interações envolvendo os orbtiais d dos metais com átomos ligantes, fazendo parte da área mais promíscua da química.

Índice

Teoria de Warner WernerEditar

 
Alfred Warner Werner compilando os resultados do último experimento (e aproveitando para acessar o Redtube).

Em meados de 1800 e pau com pedra, um nerd suíço chamando Alfred Warner Werner, então um doutorando em Química Inorgânica pela Universidade de Zurique, na Suíça, teve a brilhante ideia de estudar os metais e suas combinações, ligações químicas e toda a sorte de práticas destes átomos. Andou percebendo a íntima relação entre os metais e seus ligantes, na formação de complexos metálicos. Desta forma, criativamente, postulou que todo o complexo metálico deve manter-se em solução, não podendo eczistir apenas na forma pura. Desta forma, um complexo é formado do metal (É mesmo???) ligado a outras moléculas, chamadas de ligantes.

  • Metal ou centro metálico: átomo de metal no centro do complexo, que é sodomizado pelos ligantes;
  • Ligante(s): moléculas, átomos ou agrupamentos de átomos que metem no metal;
  • Número de Coordenação (NC): número de átomos de que estão metendo no metal;

Depois de Werner, inúmeros cientistas começaram a se dedicar a esta área, em vista do crescente retorno financeiro da mesma, principalmente por parte das indústrias. Desta forma surgiram mais teroias, para explicar como o átomo metálico é completamente destronchado pelos vários ligantes. Estas teorias infelizmente serão tratadas logo abaixo.

Teoria da Ligação de ValênciaEditar

 
Um orbital hibridizado sp³. Uma lembrança do pesadelo da química orgânica.

Velha conhecida da Química Orgânica e extrememente odiada pelos alunos do Ensino Médio, esta teoria apenas sabe falar que os metais tem de fuder fundir orbitais atômicos vazios (vulgo hibridizar) para que os ligantes possam meter seus elétrons sem dó nem piedade nos mesmos. Para isso o metal tem de dar um jeito de aguentar os elétrons recebidos em seus orbitais, hibridizando-os, afinal de contas, a união faz o açúcar a força.

Ainda segundo esta teoria, os metais funcionam como ácidos de Lewis (em homenagem a Lewis Hamilton), pois recebem os elétrons dados pelos ligantes, que são bases de Lewis. Isso mostra que tanto o átomo quanto os ligantes dão, o que prova a indecisão dos mesmos.

Mais de oito mil Tipos de Hibridização:
Número de Coordenação Tipo de estrutura Hibridização
2 Linear sp
3 Trigo integral Trigonal Plana sp²
de 4 tetraédrica sp³
4 quadrada planar dsp³
5 bipirâmide trigonal (trigo de novo?)
pirâmide de base quadrada
dsp²
6 octaédrica d²sp³
7 bipirâmide pentagonal (WTF???) d³sp³

Entretanto, a Teoria de Ligação de Valência não podia dar conta de tudo sozinha (como sempre). Então, para isso, criaram a Teoria do Campo Cristalino/Ligante, que usa, obviamente, os ligantes para explicar toda esta suruba atômica.

Teoria do Campo Cristalino/LiganteEditar

 
Diagrama de energia da Teoria do Campo Cristalino. Alguém consegue entender essa porra?

Para infernizar complementar a Teoria da Ligação de Valência, os nerds químicos e físicos quânticos, fazendo uso da Murphydinâmica Quântica e das observações expeimentais, desenvolveram a Teoria do Campo Cristalino ou Ligante. Segundo esta teoria, os grandes responsáveis pelas ligações e arranjos geométricos são as eletrosferas dos átomos ligantes ao metal, de forma que o centro metálico passa a ser apenas um elemento passivo do complexo.

De acordo com a Teoria, os pares eletrônicos dos ligantes distorcem os orbitais d do metal, o que acaba por formar as mais diversas geometrias e posições possíveis. Ligantes que causam grandes distorções são ditos de campo forte devido ao temperamento. Os que produzem pequenas distorções são chamados de campo fraco, por serem maleáveis. No entanto, todos distorcem o metal, com o sem o consentimento dele.

Juntamente com ela, vem a série espectorquímica, que mostra o nível de força e virilidade com que os ligantes destroncham os orbitais do metal. Aqui está ela (ou não):

I- < Br- < S-2 < SCN- < Cl- < NO2- < N3- < F- < OH- < C2O4-2 < H2O < NCS- < CH3CN < py < NH3 < en < bipy < phen < NO-2 < PPh3 < CN- < CO
  • (OBS: entendeu esses hieróglifos? Nem eu.)

Para entender as distorções (ou não), você precisa conhecer bem de pertinho os orbitais d, cuja representação é a seguinte:

 
Representação gráfica dos orbtiais d. Observe que o último orbital d representado possui uma bóia salva vidas.

Conforme os ligantes brincam com os obritais d do metal e os distorcem, inúmeros fenômenos aparecem no complexo, fenômenos esses extremamente chatos interessantes e importantes para as propriedades dos complexos (ou não). Estes efeitos são culpa resultado da ação dos ligantes (É mesmo?).

Você sabia que...

Tipos de LigantesEditar

 
Exemplo de dois queatos sodomizando violentamente um átomo de ferro (a bolinha laranja no centro).

Como parte importante (ou não) dos compostos de coordenação, os ligantes são as molécuals que metem sem dó nem piedade nos orbitais vazios do metal, arrebentando com o famigerado átomo. Eles podem ser classificados em mais de oito mil denominações, que vão desde o número de vezes que metem no metal até mesmo quanto destroncham os orbitais d do átomo metálico. Os ligantes de campo forte, devido ao comportamento violento, submetem o metal à sua vontade, por acabar com os orbitais d vazios do mesmo. Já os ligantes de campo fraco, por serem mais calmos, pertimtem uma certa liberdade ào centro metálico, mas sempre com restrições.

Essas restrições se aplicam aos elétrons do metal, que, perante a enorme repulsão que sofrem, precisam se acomodar de alguma forma em algum orbital ou ter de aturar a sogra os outros elétrons, o que, consequentemente, é uma verdadeira merda sem tamanho. Para isso, eles pulam para orbitais vazios, a fim de viverem solitários e livremente, fato este que ocorre com ligantes de campo fraco. Já para os de campo forte, os orbitais são tão fodidos distorcidos pelo ligante, que os elétrons não conseguem pular a cerca saltar para os outros obritais, o que torna o clima extremamente pesado e tenso.

 
Elétron se pareparando para saltar para um orbital d vazio. A seta aponta para a direção que o elétron está indo (ou não).

Ainda segundo os ligantes, estes podem ser separados em monodentados, quando metem apenas uma vez no metal, desdentados, para os que usam dentaura e polidentados quando metem duas ou mais vezes no metal. os polidentados são comumente chamados de quelatos, do latim che late (que morde), chamados assim porque na química qualquer um pode dar nomes diferentes a qualquer merda. Quelatos são desastrosos para os metais, pois uma vez que metem no metal, não o largam mais nem com macumba. Quando formam estruturas de anéis de cinco ou seis membros, atingem a máxima estabilidade, sendo praticamente impossível retirá-los do metal, que estará condenado a viver para sempre preso ao voraz quelato.

De acordo com a forma de reação do átomo que mete no metal, os ligantes podem ser divididos em ligantes duros e ligantes moles, no que se resume uma baita putaria. Os ligantes duros, são assim chamados porque preferem meter em átomos de metais duros, com ligações fortes e musculosas, além de serem ligantes violentos com os orbitais d do metal. Os ligantes brochas moles preferem ligar-se a metais com ligações mais fracas, especialmente os do quarto e quinto períodos da tabela periódica. Se administrado viagra, os ligantes moles tornam-se prontamente duros. Da mesma forma, a administração de lico de cair pinto a um ligante duro faz o mesmo tornar-se mole. Com a utilização de catalisadores específicos, pode-se endurecer ou amolecer o ligante para adaptá-lo ao metal que vai ser destronchado coordenado.

Cada ligante possui uma carga elétrica que acaba por interfeir no metal e, consequentemente na forma como é oxidado, variando seu nox e o nox de toda a suruba todo o complexo. Desta forma os ligantes que metem no metal podem ser classificados (ou não) como:

  • Catiônicos: quando possui carga positiva, ou seja, quando mete no metal e ele recebe isso positivamente, como exemplo o NO2+ e o C7H7+;
  • Neutros: quando a carga é neutra, ou seja, o metal não se importa que meta nele. Exemplos: H2O, NH3, CO;
  • Anônimos Aniônicos: quando a carga é negativa, ou seja, o metal não gosta que o ligante meta nele. Exemplos: Cl-, CN-, I-;

De acordo com a variação das cargas dos ligantes e do metal, o complexo ficará com uma determinada carga (ou não), que você terá de calcular e descobrir sozinho, MWAHAHAHAHAHA! Desta forma o nox do metal não serve para porra nenhuma é muito importante para as propriedades do complexo (ou não).

NomenclaturaEditar

 
Ligante etilenodiamina (en), quelato que adora meter duas vezes em um metal (M). Observe o anel de cinco membros formado.

De acordo com as regras da IUPAC (International Union of Pikaretologic Alchemy), a nomenclatura dos compostos de coordenação é extremamente chata simples e rápida, tanto para a fórmula química quanto para o nome (ou não). Para a fórmula química:

  • O metal é colocado noku entre colchetes, que é seguido pelos ligantes anônimos aniônicos, neutros e catiônicos que estão metendo nele, nesta ordem. Quem trocar a ordem dos ligantes, além de ganhar um zero bem grande na prova, vai ganhar cinquenta chibatadas em praça pública os cumprimentos de Carla Perez. Exemplo:
  • A carga do complexo é obrigatória, caso não apareça um contra-íon para estabilizar as cargas do complexo e não deixá-lo desequilibrado. Caso o complexo seja negativo, o contra-íon vira na frente e, se o complexo for positivo, o contra-íon chegará por trás na fórmula. Exemplo:
 
Estrutura do diamin1,2-bis(feniltriazeno)benzenopaládio(II). Observe o pobre átomo metálico tomando de quatro átomos.

Para a nomenclatura dos compostos de coordenação:

  • Se o complexo possuir uma carga formal (nox), usar o termo íon na frente do palavrão nome;
  • Se o complexo tiver irmão gêmeo isômeros, eles devem ser devidamente distinguidos com apresentação de documento com foto ou certidão de nascimento;
  • O nome dos ligantes, em ordem alfabética deve vir primeiro, precedidos de prefixos caso necessário e, por último, citar o metal com o nox do mesmo entre parênteses;

Exemplos:

IsomeriaEditar

Nota: se procura a isomeria dos compostos orgânicos, veja Isomeria ou não.

 
Imagem da Cis-diclorodiaminoplatina(II). Se fosse o isômero trans, já teria compromisso com um certo jogador de futebol...

A isomeria é um conceito muito desimportante tanto na Química Orgânica quanto na de Coordenação e trata-se de formar novas moléculas usando a mesma quantidade de bolinhas átomos. Porém, diferentemente da química do carvão carbono, nos complexos metálicos apenas a isomeria especial espacial importa (ou não). Dentre as mais de oito mil formas de isomeria, as que importam nos complexos metálicos são as isomerias cis-trans, fac-mer e a isomeria ótima óptica.

  • Cis-Trans: isomeria muito conhecida depois dos estudos sobre a maleficidade dos ácidos graxos trans para o coração, ela é muito parecida com a que ocorre na Química Orgânica. Para isso, os quatro ligantes que metem no metal devem ter irmãos gêmeos ser em pares. Passando-se a faca um plano no meio do complexo, se os ligantes iguais estiverem do mesmo lado, serão uma panelinha serão isômeros Cis, se, no entanto, os ligantes que metem no metal estiverem simetricamente (WTF?) opostos, serão isômeros trans.
  • Fac-mer: isomeria que ocorre apenas onde seis ligantes monodentados estão metendo no metal é muito parecida com a cis-trans, com a difrernça de que serão três pares de ligantes iguais. Na isomeria fac, de face, os três ligantes formam um triângulo, estando juntos. Na mer, de merda meridional, os ligantes estão espalhados, formando um plano se uma linha for traçada entre eles, equivalente à isomeria trans, mas sem a preferência que a primeira tem.
  • Óptica: isomeria muito comum nos compostos orgânicos, nos complexos metálicos só pode ocorrer com ligantes quelatos, dependendo da forma como interagem, seguindo um sentido de rotação. Dependendo o sentido de rotação, desviarão verbas o plano de vibração da luz para o lado que melhor as convir, o que constitui na isomeria óptica (ou não).

Ver tambémEditar