Lista de exercicios- inorganica - QFL0130 2020

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QFL 0130 Química Geral e Inorgânica
Ano 2020
Lista de exercícios- química inorgânica
Conteúdo:
· Compostos de coordenação
· Estrutura e Isomeria
· Teorias de ligação
· Reações em complexos
Textos para estudo:
1) P. Atkins e L. Jones, Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente, 5a Edição, Bookman, Porto Alegre, 2012, Cap. 16, p. 680-704.
2) Peter Atkins, Tina Overton, Jonathan Rourke, Mark Weller, Fraser Armstrong, Química Inorgânica, 4ª Edição, 2008, Bookman, Capítulos 7, 20, 21 e 26.
1) Determine o número de oxidação do átomo metálico nos seguintes complexos: 
a) [Fe(CN)6]4-	
b) [NiCl4]2-	
c) [Ag(NH3)2]+ 	
d) [Co(CN)5(H2O)]2-	
e) [Co(SO4)(NH3)5]+	
2) Qual o número de coordenação e o número de oxidação do átomo metálico nos compostos de coordenação [Pt(NH3)2Cl2] e [Cr(NH3)2(en)Cl2]Br2, onde en = etilenodiamina?
3) Verifique se as opções abaixo são corretas ou não.
 Um ligante bidentado sempre:
a) forma ligações com dois íons metálicos.	
b) tem uma carga 2+ ou 2─.			
c) forma íons complexos com carga 2+ ou 2─.	
d) tem dois átomos doadores.			
e) tem uso medicinal.		
		
4) Indique se o ligante é monodentado ou bidentado?
a) CN ─ 
b) EDTA
c) C2O4─ (íon oxalato)
d) H2NCH2CH2NH2 (etilenodiamina)
e) NH3
f) CO
5) Para que se forme uma ligação covalente coordenada, há a necessidade da presença de um ligante. Qual das espécies abaixo não pode ser um ligante?
a) NH3
b) CN-
c) Na						
d) Cl-
e) O2
6) A figura abaixo mostra a estrutura de um íon complexo que possui carga (2-).
Pergunta-se:
a) Qual parte do íon complexo atua como uma base de Lewis?
b) Qual o ligante no íon complexo?				
c) Qual o número de coordenação do íon complexo?		
d) Qual o estado de oxidação do íon metálico?			
7) Quais dos seguintes ligantes podem ser polidentados? Se o ligante puder ser polidentado, dê o número de locais (átomos) nas quais o ligante pode ligar-se simultaneamente a um único centro metálico.
a) HN(CH2CH2NH2)2				
b) CO32-						
c) H2O
d) Oxalato (C2O42-)				
8) Quais dos seguintes ligantes você espera que formem complexos quelantes?
9) Identifique o tipo de isômeros representados por cada um dos seguintes pares (o átomo doador, quando for necessário, está sublinhado): (a) [Co(NCS)(NH3)5]Cl2, e [Co(NCS)(NH3)5]Cl2, (b) [CrCl(OH2)5]Cl2.H2O e [CrCl2(OH2)4]Cl.2H2O (c) Co(NO2)(NH3)5Br2 e Co(ONO)(NH3)5]Br2
10) Um sal sólido de cor rosa tem a fórmula CoCl3.5NH3.H2O. Quando AgNO3 é adicionado a uma solução cor de rosa que contém 0,0010 mol do sal, 0,43 g de AgCl precipita. O aquecimento do sal rosa produz um sólido púrpura de formula CoCl3.5NH3. (a) represente a fórmula correta do sal rosa. (b) Quando AgNO3 é adicionado a uma solução que contém 0,0010 mol do sal púrpura, 0,29 g de AgCl precipita. Qual fórmula correta do sal púrpura?
11) Complexos metálicos podem encontrar uso como metalofármacos e o fato de serem enantiomericamente puros pode fazer a diferença entre sucesso e fracasso na aplicação desejada. Você precisa ser capaz de reconhecer a presença de centros quirais. Identifique quais dos complexos abaixo são quirais.
12) A cisplatina é uma droga usada contra o câncer. (a) Qual é a fórmula do composto cis-platina? (b) Desenhe todos os isômeros possíveis do composto. Marque os isômeros oticamente ativos (quirais) (c) qual a geometria de coordenação do átomo da platina?
13) Sugira uma razão pela qual os composto de cobre(II) são coloridos e os compostos de Cu(I) são incolores. Qual número do oxidação dão compostos paramagnéticos?
14) Soluções dos complexos [Co(NH3)6]2+, [Co(H2O)6]2+ (ambos octaédricos) são coloridas. Uma é rosa e a outra é outra amarela. Com o auxílio da série espectroquímica, faça a atribuição das cores de cada íon complexo.
15) Prediga as configurações eletrônicas e o número de elétrons desemparelhados de um complexo octaédrico d4 com (a) ligantes campo forte e (b) ligantes campo fraco.
16) Esquematize os diagramas de energia dos orbitais metálicos nos complexos [Mn(H2O)6]2+ e [Mn(CN)6]4-. (a) Represente a configuração eletrônica de cada íon metálico. (b) Quantos elétrons estão desemparelhados em cada complexo? (c) Que complexo absorve a radiação eletromagnética em maior comprimento de onda? O que você pode concluir sobre o efeito dos ligantes diferentes sobre o Δo?
17) Os íons complexos [Zn(NH3)4]2+ e [Zn(NH2CH2CH2NH2)2]2+ apresentam as seguintes constantes de formação a 20oC: 3,11010 e 7,91012. Como pode ser explicada essas diferenças se o número de coordenação nos dois íons é igual, assim como a natureza do átomo doador (nitrogênio)?
18) O ácido oxálico, H2C2O4, pode ser usado para limpar manchas de ferrugem em tanques e banheiras. Explique, sob o ponto de vista químico, o princípio da ação de limpeza.
19) O diagrama abaixo ilustra as alterações na especiação do cádmio que ocorrem quando a concentração de cloreto é variada. Alfa () é a proporção de cádmio na forma em particular mostrada no diagrama. 
Suponha que uma fábrica despeje cádmio em um rio. Descreva as mudanças que deverão ocorrer na especiação do cádmio à medida que o efluente se move rio abaixo e através de um estuário rumo ao mar. 
20) Organismos marinhos, em especial mariscos, foram avaliados nutricionalmente em razão de possuírem quantidades-traço altas de metais. A habilidade de mexilhões em acumular metais vem sendo explorada como uma maneira de se monitorar o nível de poluição da água no mundo. Em 1975, descobriu-se que os metais são acumulados através de formação de complexos com uma proteína de baixa massa molecular denominada metalotioneína. Aproximadamente 30% da proteína é constituída pelo aminoácido cisteína. A constante de formação dos complexos de metalotioneínas e cobre é 1018, com cádmio é 1015 e com zinco, 1012. Procure a estrutura da cisteína e identifique os prováveis átomos de ligação com os íons metálicos.
 
21) Os sideróforos são moléculas de baixa massa molecular, produzidas por bactérias e algas, por exemplo, que atuam como seqüestradores do elemento essencial ferro (muito pouco solúvel nas condições aeróbicas) e o transportam para o interior das células. Em outras palavras, os sideróforos atuam como ligantes quelatos específicos para o íon ferro. A figura abaixo mostra a estrutura de um ligante dessa classe de moléculas. Mostre como esse ligante pode formar anéis quelatos de cinco membros (muito estáveis!) com os íons ferro.
Questões avançadas:
22) Em uma enzima que contém níquel, vários grupos de átomos da enzima formam complexos com o metal, que está no estado de oxidação +2 e não tem elétrons desemparelhados. Qual a geometria mais provável do complexo? (a) ocatédro (b)tetraedro (c) quadrado planar? Justifique sua resposta desenhando um diagrama de níveis de energia para o íon.
23) Será que existe correlação entre a energia do campo ligante dos íons halogeneto F-, Cl-, Br- e I- e a eletronegatividade dos halogênios? Caso positivo, essa correlação pode ser explicada pela teoria do campo ligante?
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