Explique por que as reações de substituição dos ligantes do complexo
por amônia, etilenodiamina ou dietilenotriamina (dien) resultam na seguinte ordem dos valores de
:
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre química dos complexos metálicos. O enunciado pede para explicar por que, quando substituímos as moléculas de água no complexo
por amônia, etilenodiamina ou dietilenotriamina (dien), a ordem dos valores de
fica assim:
. Vamos precisar entender sobre reações de substituição de ligantes e constantes de estabilidade (
).
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o que são reações de substituição de ligantes. Nos complexos metálicos, os ligantes são moléculas ou íons que estão ligados ao metal central. Essas ligações podem ser substituídas por outros ligantes através de reações químicas. No nosso caso, estamos substituindo a água por amônia, etilenodiamina ou dietilenotriamina.
Passo 3
Agora, vamos entender o que é a constante de estabilidade, representada por
. A constante de estabilidade de um complexo indica o quão estável ele é em solução. Quanto maior o valor de
, mais estável é o complexo. Isso depende de vários fatores, como a natureza dos ligantes e a sua capacidade de se ligar ao metal central.
Passo 4
Um conceito importante aqui é o efeito de quelatação. Ligantes como etilenodiamina e dietilenotriamina são chamados de ligantes polidentados porque podem se ligar ao metal central em múltiplos pontos. A etilenodiamina, por exemplo, é bidentada (se liga em dois pontos), e a dietilenotriamina é tridentada (se liga em três pontos). Esse tipo de ligação forma anéis estáveis ao redor do metal, aumentando a estabilidade do complexo.
Passo 5
Vamos aplicar isso aos ligantes mencionados:
- Amônia (
): É um ligante monodentado, se liga em apenas um ponto. - Etilenodiamina (en): É bidentada, se liga em dois pontos.
- Dietilenotriamina (dien): É tridentada, se liga em três pontos.
Devido ao efeito de quelatação, ligantes polidentados como en e dien formam complexos mais estáveis do que ligantes monodentados como a amônia. Além disso, cada ponto de ligação adicional contribui para a estabilidade do complexo.
Resposta
Portanto, as reações de substituição resultam na ordem dos valores de
como
porque ligantes polidentados como dien e en promovem maior estabilidade devido ao efeito de quelatação, formando complexos mais estáveis que os formados por ligantes monodentados como a amônia.