Prof. Daniela Barros de OliveiraQuímica Inorgânica

COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO OU COMPLEXOS

1- Definição e características gerais

          Quando juntamos duas quantidades estequiométricas de dois ou mais compostos

estáveis, formam-se compostos de adição, como os seguintes exemplos:

KCl.MgCl2 (carnalita)

K2SO4 . Al2(SO4)3 . 24 H2O (alúmen de potássio)

CuSO4 . 4 NH3 . H2O (sulfato de tetramin-cobre II monohidratado)

Fe(CN)2 . 4 KCN (ferrocianeto de potássio)

          Os compostos de adição pertencem a dois tipos: aqueles que perdem sua

identidade em solução (sais duplos) e aqueles que mantêm sua identidade (complexos).

Assim, quando se dissolve em água a carnalita, a solução mostra as propriedades dos

íons K+, Mg2+ e Cl-. De maneira semelhante, uma solução de alúmen de potássio mostra

as propriedades dos íons K+, Al3+ e SO42-. Os dois casos são exemplos de sais duplos, que

só existem sob essa forma no estado cristalino.

          Os dois outros exemplos de compostos de adição dados acima, quando

dissolvidos em água, não formam íons simples, e sim íons complexos, que permanecem

intactos em solução. Assim, o íon [Cu(NH3)4(H2O)2]2+ e o íon [Fe(CN)6]4- existem como

entidades distintas tanto no sólido como em solução.

          Pode-se definir um composto de coordenação ou complexo como sendo um

composto formado por um átomo metálico (na quase totalidade dos casos, um metal de

transição) envolvido por átomos, moléculas ou grupos de átomos, em número igual ou

superior ao estado de oxidação mais alto do metal (os ligantes são aqueles

representados dentro dos colchetes, junto com o metal). Um complexo pode ser um

cátion, um ânion ou um composto neutro. Veja alguns exemplos:

[Cu(H2O)2(NH3)4]2+ - O cobre, cujo Nox mais alto é +2, tem 6 ligantes coordenados

[Co(NO2)3(NH3)3] - O cobalto, cujo Nox mais alto é +3, tem 6 ligantes coordenados

          Para que um ligante possa participar de um complexo é fundamental que esse

ligante possua pares eletrônicos disponíveis para efetuar ligações coordenadas. No

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exemplo abaixo, moléculas de amônia, que possuem um par de elétrons não-ligantes

capaz de formar uma ligação coordenada, estão ligadas ao átomo do metal:

[Co(NH3)6]Cl3

          Um conceito importante é o de número de coordenação - o número de ligantes que

envolvem o átomo do metal. No caso do exemplo acima, o número de coordenação é 6, pois

existem 6 moléculas de amônia ligadas ao cobalto. Os ligantes representados fora dos

colchetes não fazem parte do número de coordenação.

          2- Tipos de ligantes

          Os ligantes podem apresentar mais de um átomo com disponibilidade eletrônica

para efetuar ligações coordenadas. Assim, eles são classificados em

Monodentado - Possui apenas um átomo capaz de efetuar ligação

coordenada

Bidentado - Possui dois átomos capazes de efetuar ligação coordenada

Tridentado - Possui três átomos capazes de efetuar ligação coordenada

Polidentado - Possui mais de três átomos capazes de efetuar ligação

coordenada

          Como exemplo de ligante bidentado, podemos citar o etilenodiamina (veja

abaixo). Perceba que a molécula pode fazer duas ligações coordenadas, através de seus

dois átomos de nitrogênio. No entanto, esse ligante só será dito bidentado se os dois

átomos de nitrogênio forem utilizados em ligações coordenadas. Se apenas um deles for

utilizado, será dito monodentado.

          Quando os dois nitrogênios efetuam ligação coordenada para um mesmo átomo

metálico, o ligante é dito quelante e o complexo pode ser chamado de quelato.

Quando cada um dos nitrogênios efetua uma ligação coordenada para um átomo

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metálico distinto (estes metais podem ser iguais ou diferentes), a ligação é dita em

ponte.

 

         3- Representação e nomenclatura

Via de regra, um composto de coordenação apresenta um metal de transição ao

qual se coordenam ligantes, que podem iguais ou diferentes. O complexo pode ser uma

espécie neutra ou um íon (cátion ou ânion). A fórmula química do complexo é colocada

entre colchetes. Dentro dos colchetes escreve-se o símbolo do metal (átomo central) e

depois os seus ligantes, na seguinte ordem: ligantes negativos (aniônicos) antes de

ligantes neutros (moléculas). Ligantes positivos (catiônicos) são muito raros, mas, caso

exista, deverá ser escrito por último, após os demais ligantes. Veja o seguinte exemplo:

[CoCl2(NH3)4]+. O ligante cloreto (negativo) foi escrito antes do ligante amônia (neutro).

          Para se dar nome a um complexo deve-se conhecer alguns nomes de ligantes

importantes. Quando espécies químicas se encontram como ligantes de compostos de

coordenação, estes ligantes geralmente recebem nomes especiais. Veja:

Ligantes Neutros:

Espécie     Nome da espécie    Nome do ligante 

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H2O água aquo

NH3 amônio amin ou amino

CO Monóxido de carbono carbonil

NO Monóxido de nitrogênio nitrosil

O2 oxigênio dioxigênio

N2 nitrogênio dinitrogênio

H2 hidrogênio hidro

Outros ligantes:

Espécie Nome da espécie Nome do ligante

P(C6H5)3 trifenilfosfina trifenilfosfino (PPh3)*

NH2CH2CH2NH2 etilenodiamina etilenodiamino (en)

C5H5N piridina piridino (Py)

* O símbolo Ph representa o radical orgânico fenil

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Ligantes Aniônicos:

Quando estes íons funcionam como ligantes, a terminação "ETO" é substituída por

"O"

Espécie Nome da espécie Nome do ligante

F- fluoreto fluoro

Cl- cloreto cloro

Br- brometo bromo

I- iodeto iodo

CN- cianeto ciano

Oxiânions:

Espécie Nome da espécie Nome do ligante

SO4- sulfato sulfato

CH3COO- acetato acetato

CH3COCHCOCH3- acetilacetonato acetilacetonato

C2O42- oxalato oxalato ou oxalo

Ligantes Ambidentados:

Estes íons são assim chamados porque podem se ligar ao metal de duas maneiras,

através de átomos diferentes.

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Espécie Nome da espécie Ligante Nome do ligante

SCN- tiocianato - SCN- tiocianato

SCN- tiocianato - NCS- isotiocianato

NO2- nitrito - ONO- nitrito

NO2- nitrito - NO2

- nitro

Outros ligantes aniônicos:

Espécie Nome da espécie Nome do ligante

H- hidreto hidrido

OH- hidróxido hidroxo

O2- óxido oxo

O22- peróxido peroxo

NH2- amideto amido

N3- nitreto nitreto

N3- azido azido

NH2- imido imido

Ligantes catiônicos:6

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Espécie Nome da espécie Nome do ligante

NH4+ amônio amônio

H3NNH2+ hidrazínio hidrazínio

          2.1) Nomenclatura de complexos catiônicos e neutros:

          A nomenclatura dos complexos catiônicos e neutros inicia-se pelo contra-íon

(espécie representada fora dos colchetes), se houver, e depois escreve-se os nomes dos

ligantes, em ordem alfabética. O nome deve ser inteiro, sem separação por espaços ou

hífens. Por último coloca-se o nome do metal (átomo central), seguido pelo seu estado

de oxidação dentro do complexo. O número é escrito em algarismos romanos e entre

parênteses. Quando existirem vários ligantes iguais, usa-se o prefixo di, tri, tetra, penta,

hexa etc. No caso dos complexos catiônicos, é frequente o uso da palavra ÍON no

começo do nome. Por exemplo: Íon tetraminodiclorocobalto (III). Porém, isso pode ser

omitido

O estado de oxidação do metal deve ser um valor tal que, somado às demais

cargas dos ligantes, resulte o valor da carga do complexo. Para determinar esse Nox

basta somar as cargas internas (ligantes dentro dos colchetes), considerando que os

ligantes neutros (moléculas), logicamente, têm Nox igual a zero. Também é fácil ver

que, quando um complexo tem fórmula [XXX](SO4), por exemplo, a carga do complexo

só pode ser +2, já que o sulfato tem carga -2. Veja alguns exemplos:

[CoCl2(NH3)4]+ = Tetraminodiclorocobalto (III)

Nox do cobalto:   Co + 2 Cl- + 4 NH3 = +1 Co -2 + 0 = +1 Co =

+3

[Co(NO2)(NH3)5] (NO3)2 = Nitrato de pentaminonitrocobalto (III)

Nox do cobalto:   Co + NO2- + 5 NH3 = +2 Co -1 + 0 = +2 Co =

+3

[Ni(CO)4] = Tetracarbonilníquel (0)

Nox do níquel:   Ni + 4 CO = 0 Ni + 0 = 0 Ni = 0

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2.2) Nomenclatura de complexos aniônicos:

        A nomenclatura dos complexos aniônicos é feita da mesma forma, porém, o

metal é acrescido da terminação "ATO". Veja alguns exemplos:

[Ni(CN)4]2- = Tetracianoniquelato (II)

Nox do níquel:   Ni + 4 CN- = -2 Ni -4 = -2 Ni = +2

[Fe(CN)6]3- = Hexacianoferrato (III)

Nox do ferro:   Fe + 6 CN- = -3 Fe -6 = -3 Fe = +3

          O complexo seguinte é neutro, porém, foi colocado aqui porque o é

formado por duas partes complexas, e uma delas é um ânion:

[Pt(Py)4] [PtCl4] = Tetracloroplatinato (II) de tetrapiridinoplatina (II)

Nox da platina:   2 Pt + 4 Py + 4 Cl- = 0 2 Pt + 0 - 4 = 0 Pt = +2

2.3) Nomenclatura de complexos com ligantes em ponte:

          Muitos complexos apresentam ligantes em ponte e a nomenclatura se torna um

pouco mais complexa e também o cálculo do Nox dos metais associados a esses

ligantes pode ser mais trabalhoso. Normalmente usa-se a letra grega m (mi) para indicar

um ligante em ponte. Quando esse ligante (que chamaremos aqui de L) está ligado a

partes iguais (M - L - M), usa-se prefixos como bis, tris, tetraquis etc para indicar o

número de partes iguais existentes. Veja alguns exemplos:

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OBS: No primeiro exemplo há também um ligante quelante - o

dietilenodiamino

  Veja a seguir outros exemplos:

[Cd(SCN)4] 2+ = Tetratiocianatocádmio (II)

[Zn(NCS)4] 2+ = Tetraisotiocianatozinco (II)

[(NH3)5Cr - OH - Cr(NH3)5] Cl5 = Cloreto de m -hidroxo -

bis[pentaminocromo (III)

H [Co(CO)4] = Tetracarbonilcobaltato (-I) de hidrogênio

NH4 [Co(SO3)2(NH3)4] = Tetraaminodissulfitocobaltato (III) de amônio

Cis - [PtCl2(Et3P)2] = Cis - diclorodi(trietilfosfino)platina (II)

[(NH3)5Cr - O2 - Cr(NH3)5] 4+ = m -peroxo - bis[pentaminocobalto (III)

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