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