Pós-graduação
  1. Química Física  1.1. Termodinâmica  1.1.1. Leis da Termodinâmica  1.1.2. Entalpia e capacidade térmica  1.1.3. Entropia e energia livre  1.1.4. Equilíbrio de Fases  1.1.5. Termodinâmica estatística  1.1.6. Ciclo termodinâmico  1.1.7. Fugacidade e atividade  1.2. Química Quântica  1.2.1. Princípios da mecânica quântica  1.2.2. Equação de Schrödinger  1.2.3. Partícula em uma caixa  1.2.4. Operadores e autovalores  1.2.5. Orbitais atômicos  1.2.6. Teoria do orbital molecular  1.2.7. Teoria de Perturbação  1.2.8. Teoria de ligação de valência  1.2.9. Hibridização e ligação química  1.3. Cinética química  1.3.1. Leis de velocidade e mecanismos de reação  1.3.2. Teoria das colisões  1.3.3. Teoria do estado de transição  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reações em Cadeia e Polimerização  1.3.6. Reações fotoquímicas  1.4. Mecânica estatística  1.4.1. Funções de Partição  1.4.2. Funções de distribuição molecular  1.4.3. Distribuição de Boltzmann  1.4.4. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopia  1.5.1. Rotational Spectroscopy  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopia Eletrônica  1.5.4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  1.5.5. Espectrometria de Massa  1.5.6. Espectroscopia Raman  1.5.7. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  1.6. Química de superfícies e coloidal  1.6.1. Isoterma de absorção  1.6.2. Tensão Superficial e Molhabilidade  1.6.3. Estabilidade Coloidal  1.6.4. Catalysis  1.6.5. Emulsões e micelas  1.7. Eletroquímica  1.7.1. Equação de Nernst  1.7.2. Células eletroquímicas  1.7.3. Condutividade e mobilidade  1.7.4. Guerra  1.7.5. Células de combustível  1.7.6. Eletrólise
  2. Química orgânica  2.1. Mecanismo de Reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de rearranjo  2.1.5. Reações radicais  2.1.6. Reações pericíclicas  2.2. Espectroscopia e determinação estrutural  2.2.1. Espectroscopia UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopia de RMN  2.2.4. Espectrometria de Massas  2.2.5. Cristalografia de Raios X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidade e atividade óptica  2.3.2. Análise estrutural  2.3.3. Isomerismo geométrico  2.3.4. Dynamic Stereochemistry  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reagentes organolítio e organomagnésio  2.4.2. Reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio  2.4.3. Complexos de Metais de Transição  2.4.4. Ligação metal-carbono  2.5. Química dos polímeros  2.5.1. Mecanismo de Polimerização  2.5.2. Características dos Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradável  2.5.4. Polímero condutor  2.5.5. Polímeros Supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Design e desenvolvimento de medicamentos  2.6.2. Farmacocinética e farmacodinâmica  2.6.3. Relações estrutura-atividade  2.6.4. Acoplamento Molecular e Triagem de Medicamentos
  3. Química inorgânica  3.1. Química de coordenação  3.1.1. Teoria do Campo Cristalino  3.1.2. Teoria do campo dos ligantes  3.1.3. Série Espectroquímica  3.1.4. Quelação e estabilidade  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalise por complexos organometálicos  3.2.3. Metalocènicos  3.3. Química bioinorgânica  3.3.1. Metaloproteínas e enzimas  3.3.2. O papel dos metais em sistemas biológicos  3.3.3. Transporte e armazenamento de íons metálicos  3.4. Química do estado sólido  3.4.1. Estruturas Cristalinas  3.4.2. Teoria de bandas dos sólidos  3.4.3. Supercondutores  3.4.4. Defeitos no cristal  3.5. Lantanídeos e Actinídeos  3.5.1. Configuração eletrônica em lantanídeos e actinídeos  3.5.2. Química de coordenação dos lantanídeos  3.5.3. Propriedades Magnéticas dos Lantanídeos
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.2.2. Difração de raios X  4.2.3. Espectroscopia de plasma acoplado indutivamente  4.3. Métodos Eletroanalíticos  4.3.1. Potenciometria  4.3.2. Voltametria  4.3.3. Colometria  4.4. Espectrometria de Massa  4.4.1. Técnica de Ionização  4.4.2. Padrão de Fragmentação  4.5. Quimiometria  4.5.1. Análise multidisciplinar  4.5.2. Aprendizado de Máquina em Química
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.1.1. Campos de força e minimização de energia  5.1.2. Simulação de Monte Carlo em simulações de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.2.1. Teoria de Hartree–Fock  5.2.2. Teoria do funcional da densidade  5.2.3. Métodos semi-empíricos  5.3. Design computacional de medicamentos  5.3.1. Acoplamento Molecular  5.3.2. Modelagem QSAR  5.3.3. Triagem Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Cinética Enzimática  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inibição  6.2. Metabolismo e Bioenergética  6.2.1. Glicólise  6.2.2. Ciclo do ácido cítrico  6.2.3. Cadeia de transporte de elétrons  6.3. Biologia Molecular  6.3.1. Replicação e reparo do DNA  6.3.2. Síntese de proteínas  6.3.3. Regulação Genética  6.4. Bioquímica Estrutural  6.4.1. Dobramento de Proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efeito estufa  7.1.2. Destruição da Camada de Ozônio  7.1.3. Poluentes do ar e fumaça  7.2. Química da Água  7.2.1. pH e dureza da água  7.2.2. Tratamento de águas residuais  7.2.3. Química Aquática  7.3. Química do Solo  7.3.1. Contaminação por metais pesados  7.3.2. pH do Solo e Capacidade Tamponante  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicologia e Segurança Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Avaliação de Risco em Toxicologia e Segurança Química em Química Ambiental  7.4.3. Efeitos dos poluentes no ambiente

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Carbonilos Metálicos


No vasto e complexo campo da química inorgânica, a química organometálica representa uma interface empolgante entre as disciplinas orgânicas e inorgânicas tradicionais. Uma das famílias de compostos essenciais estudadas neste campo são os carbonilos metálicos. Estes compostos, que são extremamente simples, mas ricos em química, servem como exemplos essenciais para explorar temas como princípios de ligação, geometria molecular e química de coordenação.

O que são carbonilos metálicos?

Carbonilos metálicos são complexos de coordenação compostos de metais de transição ligados a ligantes de monóxido de carbono. Essas ligações surgem da doação de pares solitários de elétrons dos ligantes de monóxido de carbono para os orbitais d vazios do átomo de metal. A fórmula geral dos carbonilos metálicos pode ser escrita como Mn(CO)x, onde M é um metal de transição, e x é o número de ligantes de monóxido de carbono ligados a ele.

História dos carbonilos metálicos

A história dos carbonilos metálicos começa no final do século 19, quando Ludwig Mond descobriu o tetracarbonilo de níquel, Ni(CO)4. Esta descoberta abriu as portas para um novo campo de estudo, pois foi um dos primeiros compostos identificados onde o metal está diretamente ligado a uma molécula de monóxido de carbono. O processo do carbonilo de níquel de Mond rapidamente destacou a importância comercial desses compostos na refinação de minérios de níquel.

Estrutura e ligação dos carbonilos metálicos

A ligação dos carbonilos metálicos pode ser descrita usando o conceito de ligação sinergística, que envolve tanto a doação σ- quanto a retrodoação π-:

σ-doação

O ligante de monóxido de carbono atua como uma base de Lewis, doando um par solitário do carbono para o centro do metal, formando uma ligação σ.

π-retrodoação

O metal também pode doar elétrons de volta para os orbitais π* (antiligantes) do monóxido de carbono, fortalecendo assim a ligação e estabilizando o complexo. Esta interação dupla é ilustrada abaixo:

    M ← CO: ← M (σ-doação)
     ← M ↔ CO: (π-retrodoação)

Geometria dos carbonilos metálicos

O número e o tipo de ligantes carbonilos, bem como o metal central, influenciam grandemente a geometria do carbonilo metálico. Aqui estão algumas disposições geométricas típicas:

Geometria linear

Nos casos mais simples, como Ni(CO)4, a geometria é tetraédrica:

    Ni
    ,
    C
    ,
    C
    ,
    Ni
    ,
    C

Geometrias bipiramidal trigonal e octaédrica

Para complexos como Fe(CO)5 (bipiramidal trigonal) e Cr(CO)6 (octaédrico), as estruturas estão alinhadas com essas geometrias, levando em consideração a repulsão de domínios de elétrons de acordo com a teoria VSEPR:

    Fe(CO)5:
    C
    ,
    C-------Fe
    ,
    C
    ,
    C

    Cr(CO)6:
    C
    ,
    C
    ,
    C
    ,
    C

Rotas sintéticas para carbonilos metálicos

Carbonilos metálicos podem ser sintetizados usando vários métodos, como combinação direta, reações de substituição e carbonilação redutiva.

Combinação direta

Na combinação direta, o gás de monóxido de carbono reage com o metal ou seus sais simples:

    Ni + 4CO → Ni(CO)4

Reações de substituição

Nas reações de substituição, ligantes em complexos metálicos existentes são substituídos por ligantes de monóxido de carbono:

    [Mn(CO)5Br] + CO → [Mn(CO)6] + Br^-

Carbonilação redutiva

Neste método, íons metálicos são reduzidos na presença de CO:

    Cr^3+ (aq) + 6CO + e^- → Cr(CO)6

Aplicações dos carbonilos metálicos

Carbonilos metálicos desempenham papéis importantes como intermediários em aplicações industriais e na química sintética.

Catalisadores industriais

O uso de carbonilos metálicos como catalisadores em processos industriais é bem documentado, especialmente em reações de hidroformilação e carbonilação:

    RCH=CH2 + CO + H2 → RCH2CH2CHO

Precursor de filmes e nanopartículas metálicos

Carbonilos podem ser decompostos termicamente ou quimicamente para formar filmes metálicos puros ou nanopartículas para uso em eletrônicos e ciência dos materiais.

Segurança e manuseio

Carbonilos metálicos podem ser perigosos devido à sua volatilidade e capacidade de liberar monóxido de carbono tóxico. Protocolos laboratoriais adequados devem ser seguidos, incluindo o uso de capela e equipamentos de proteção individual.

Conclusão

Em resumo, os carbonilos metálicos representam uma interseção fascinante de interações metal-ligante, exibindo cenários de ligação únicos que desafiam e avançam nossa compreensão dos princípios da química inorgânica. Além de sua curiosidade teórica, eles também possuem uma aplicabilidade prática significativa em áreas como catálise e ciência dos materiais, refletindo sua importância multifacetada no campo da química.


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