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

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

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

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

Co Cl ( NH3 )52+ Ião central ligandos Ião central – Co+ Nº 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.

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

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

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

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)

Possui no entanto grandes efeitos secundários a nível renal 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

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

Medicina Complexos de gadolínio 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

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

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 .

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

A Cor

A 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 complexos 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 O conjunto das orbitais d apresenta simetria esférica

A 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 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

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

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

As orbitais d desdobram – se em orbitais de maior e de menor energia 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 antes da aproximação do ligando Energia das orbitais d depois da aproximação do ligando

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 T e tem valor inferior a o

A cor de um ião complexo depende : 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