Para cada íon metálico, indique qual dos ligantes deve originar complexos mais estáveis. Explique sua resposta.
com
ou
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente tem o íon metálico
e dois ligantes diferentes:
e
. A pergunta é qual desses ligantes forma complexos mais estáveis com o zinco. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre química de coordenação, ligantes bidentados e o efeito da formação de anéis na estabilidade do complexo.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os ligantes. O primeiro ligante,
, é conhecido como etilenodiamina. Ele tem dois grupos amino (-NH₂) ligados por duas cadeias de metileno (-CH₂-). O segundo ligante,
, é similar, mas tem três grupos metileno entre os átomos de nitrogênio. Ambos os ligantes são bidentados, ou seja, possuem dois sítios de doação para o metal.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre o efeito do anel formado quando esses ligantes se ligam ao íon metálico. Quando um ligante bidentado se liga ao metal, ele forma um anel com o metal no centro. No caso da etilenodiamina, o anel formado tem cinco membros (Zn, os dois nitrogênios e três carbonos). Já com o segundo ligante, o anel tem seis membros (Zn, os dois nitrogênios e quatro carbonos).
Passo 4
A formação de anéis de tamanho adequado é importante para a estabilidade do complexo. Anéis de cinco e seis membros geralmente são estáveis, mas o anel de cinco membros tende a ser ligeiramente mais rígido, o que pode aumentar a estabilidade do complexo devido à menor flexibilidade e maior entropia positiva.
Passo 5
Além disso, a etilenodiamina, com sua estrutura mais curta, permite uma melhor sobreposição dos orbitais dos nitrogênios com os orbitais vazios do zinco, fortalecendo a ligação. O ligante mais longo pode introduzir alguma flexibilidade extra, que nem sempre contribui para uma ligação mais forte.
Resposta
Portanto, o ligante
(etilenodiamina) forma complexos mais estáveis com
devido à formação de anéis de cinco membros mais rígidos e uma melhor sobreposição orbital, aumentando a estabilidade do complexo.