Doutorado
  1. Química inorgânica  1.1. Química de coordenação  1.1.1. Teoria do campo dos ligantes  1.1.2. Teoria do campo cristalino  1.1.3. Teoria de Orbital Molecular para Compostos de Coordenação  1.1.4. Estabilidade de Compostos de Coordenação  1.1.5. Espectros eletrônicos de compostos de coordenação  1.1.6. Isomerismo em Compostos de Coordenação  1.1.7. Cinética e mecanismo das reações de coordenação  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos metálicos  1.2.2. Alquil e aril metálico  1.2.3. Carbonos de Fischer e Schrock  1.2.4. Adição Oxidativa e Eliminação Redutiva  1.2.5. Hidretos Metálicos  1.2.6. Catalysis by organometallic compounds  1.2.7. Metallocenos e Complexos Sanduíche  1.2.8. Ativação de CH  1.3. Química do estado sólido  1.3.1. Estruturas e Redes Cristalinas  1.3.2. Teoria de bandas e propriedades elétricas  1.3.3. Defeitos no cristal  1.3.4. Síntese de materiais de estado sólido  1.3.5. Propriedades magnéticas e ópticas dos sólidos  1.3.6. Supercondutividade  1.3.7. Íons em estado sólido  1.4. Química Bio-inorgânica  1.4.1. Metaloproteínas e enzimas  1.4.2. Transporte e armazenamento de íons metálicos  1.4.3. O papel dos metais na medicina  1.4.4. Catálise bioinspirada  1.4.5. Interações Metal-DNA  1.4.6. Complexos Metálicos na Ciência Médica  1.5. Lantanídeos e Actinídeos  1.5.1. Configuração eletrônica e estados de oxidação em lantanídeos e actinídeos  1.5.2. Propriedades Espectrais e Magnéticas em Lantanídeos e Actinídeos  1.5.3. Separação e Extração de Lantanídios e Actinídios  1.5.4. Química de coordenação dos elementos do bloco f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de compostos de boro  1.6.2. Química dos Compostos de Silício e Germânio  1.6.3. Química dos Compostos de Fósforo e Enxofre  1.6.4. Química de organossilício  1.6.5. Química dos Gases Nobres
  2. Química Orgânica  2.1. Mecanismo de reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição e substituição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de Rearranjo  2.1.5. Reações Radicais  2.1.6. Reações Pericíclicas  2.1.7. Reações fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidade e atividade óptica  2.2.2. Análise estrutural  2.2.3. Efeitos estereoeletrônicos  2.2.4. Síntese assimétrica  2.2.5. Estereoquímica Dinâmica  2.3. Química Organometálica na Síntese Orgânica  2.3.1. Reagentes de organolítio e organomagnésio  2.3.2. Reações de acoplamento catalisadas por metais de transição  2.3.3. Reações catalisadas por paládio  2.3.4. Metátese de Olefinas  2.3.5. Catálise de ouro e prata  2.4. Química de produtos naturais  2.4.1. Alcaloides e terpenoides  2.4.2. Esteróides e Flavonoides  2.4.3. Síntese total de produtos naturais  2.4.4. Biossíntese de produtos naturais  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química Hospedeiro-Convidado  2.5.2. Auto-organização e reconhecimento molecular  2.5.3. Catalise Supramolecular  2.5.4. Máquinas Moleculares
  3. Química Física  3.1. Termodinâmica  3.1.1. Leis da Termodinâmica  3.1.2. Potencial Químico e Equilíbrio  3.1.3. Termodinâmica Estatística  3.1.4. Termodinâmica de não equilíbrio  3.2. Química Quântica  3.2.1. Equação de Schrödinger e suas aplicações  3.2.2. Teoria do orbital molecular  3.2.3. Teoria do funcional da densidade  3.2.4. Post-Hartree–Fock methods  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoria da taxa de reação  3.3.2. Mecanismo e leis de velocidade  3.3.3. Catalise e cinética enzimática  3.3.4. Dinâmica de reações  3.4. Espectroscopia e estrutura molecular  3.4.1. Espectroscopia de Infravermelho  3.4.2. Espectroscopia UV-visível  3.4.3. Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometria de Massa  3.4.5. Espectroscopia Raman  3.5. Química de Superfícies e Coloides  3.5.1. Absorção e Catálise  3.5.2. Tensioativos e micelas  3.5.3. Estabilidade Coloidal  3.5.4. Nanomateriais e Interfaces
  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  4.1.4. Cromatografia Iônica  4.2. Técnicas Eletroanalíticas  4.2.1. Voltametria e Polarografia  4.2.2. Condutometria e potenciometria  4.2.3. Colometria  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.3.2. Espectroscopia de Fluorescência  4.3.3. Difração de raios-X  4.3.4. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  4.4. Quimiometria  4.4.1. Processamento de dados e métodos estatísticos  4.4.2. Análise multidisciplinar  4.4.3. Aprendizado de Máquina em Química Analítica
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.3. Design de fármacos computacional  5.4. Aprendizado de Máquina em Química  5.5. Dinâmica molecular ab initio
  6. Biofísica e Química Medicinal  6.1. Descoberta e Design de Medicamentos  6.2. Cinética enzimática e inibição  6.3. Abordagem de biologia química  6.4. Interações proteína-ligante  6.5. Química bio-ortogonal
  7. Química de materiais  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerização  7.1.2. Polímeros Funcionais  7.1.3. Polímero Biodegradável  7.1.4. Polímeros condutores e semicondutores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas e nanoestruturas  7.2.2. Nanomateriais à base de carbono  7.2.3. Pontos quânticos  7.3. Química Energética e Ambiental  7.3.1. Química de Baterias e Células a Combustível  7.3.2. Química verde e materiais sustentáveis  7.3.3. Fotocatálise

Doutorado → Química inorgânica ↓


Química Organometálica


Introdução

A química organometálica é um ramo da química que estuda compostos químicos contendo ligações entre carbono e um metal. Esses compostos, conhecidos como compostos organometálicos, são amplamente utilizados em uma variedade de aplicações industriais e científicas. O metal na química organometálica pode ser um metal de transição, como ferro ou níquel, ou um metalóide, como silício ou boro. Compreender os princípios e reações dos compostos organometálicos é importante para avanços em catálise, ciência dos materiais e síntese orgânica.

Antecedentes Históricos

O desenvolvimento da química organometálica tem suas raízes no início do século XIX. O primeiro composto organometálico, C 2 H 5 Na (etil sódio), foi sintetizado por Edward Frankland em 1849. Esta descoberta lançou as bases para uma exploração mais aprofundada das propriedades únicas dos compostos organometálicos. O campo evoluiu consideravelmente desde então, incluindo a descoberta do Sal de Zeise (K[PtCl 3 (C 2 H 4)]), um dos primeiros complexos de alcano de metal de transição conhecidos.

Conceitos Chave na Química Organometálica

A química organometálica é caracterizada por vários conceitos chave que definem seu escopo e implicações tecnológicas.

Ligação Metal–Carbono

A característica definidora dos compostos organometálicos é a ligação metal-carbono (MC). Esta ligação pode se formar por meio de uma variedade de mecanismos, incluindo ligações covalentes, interações iônicas ou coordenação. A natureza da ligação MC afeta significativamente a reatividade e a estabilidade dos compostos organometálicos.

Contagem de Elétrons

A contagem de elétrons é um exercício importante na química organometálica, fornecendo informações sobre a estrutura eletrônica e a reatividade dos compostos. A estabilidade dos compostos organometálicos está frequentemente relacionada à regra dos 18-elétrons, que afirma que compostos com 18 elétrons de valência são estáveis devido à complementaridade completa dos orbitais d.

Ligantes na Química Organometálica

Ligantes são átomos ou grupos de átomos que doam elétrons para um centro metálico. Na química organometálica, os ligantes incluem entidades baseadas em carbono, como alquenos, alcinos e íons ciclopentadienil. Cada tipo de ligante traz propriedades únicas para o composto organometálico, o que afeta sua reatividade e aplicações.

Reações Organometálicas

Compostos organometálicos participam de uma ampla variedade de reações. Estas reações são importantes para aplicações sintéticas, especialmente em química orgânica e de polímeros.

Reações de Inserção

RM + XY → RXMY

Nas reações de inserção, a molécula se insere na ligação M-C, transformando assim o composto. Este é um caminho comum em processos catalíticos. Um exemplo clássico é a inserção de monóxido de carbono em uma ligação metal-carbono, formando um complexo acila.

Adição Oxidativa e Eliminação Redutiva

Adição Oxidativa: M + XY → XMY Eliminação Redutiva: XMY → M + XY

Essas reações são fundamentais em ciclos catalíticos. A adição oxidativa envolve um aumento no estado de oxidação do metal, enquanto a eliminação redutiva envolve uma diminuição. Estas reações permitem transformações centrais para aplicações industriais, incluindo a formação de ligações carbono-carbono.

Aplicações da Química Organometálica

A química organometálica tem uma ampla gama de aplicações industriais e de pesquisa. Compreender estas aplicações destaca a importância dos compostos organometálicos no avanço da tecnologia e da ciência.

Catálise

Compostos organometálicos são catalisadores importantes em processos como a polimerização de olefinas, carbonilação e hidrogenação. O catalisador de Ziegler-Natta, um composto organometálico à base de titânio, revolucionou a produção de polietileno e polipropileno.

Física

Na ciência dos materiais, compostos organometálicos são utilizados para criar materiais avançados com propriedades especiais. Precursores organometálicos são usados em deposição química de vapor para produzir filmes finos para semicondutores, células solares e revestimentos de superfície.

Síntese Orgânica

Reagentes organometálicos, como reagentes de Grignard e compostos organolítios, são ferramentas essenciais na síntese orgânica. Eles permitem a formação de ligações carbono-carbono, facilitando a síntese de moléculas orgânicas complexas.

Desafios e Perspectivas Futuras

Apesar dos avanços significativos na química organometálica, desafios permanecem. Estabilidade e sensibilidade à umidade e ao ar limitam as aplicações práticas de muitos compostos organometálicos. Pesquisas contínuas visam desenvolver compostos mais robustos e processos sustentáveis.

Conclusão

A química organometálica é um campo dinâmico que tem um impacto profundo em muitas disciplinas científicas e industriais. Ao compreender os princípios de ligação metal-carbono, contagem de elétrons e comportamento de ligantes, os químicos podem usar a reatividade dos compostos organometálicos para impulsionar a inovação em catálise, ciência dos materiais e síntese orgânica. A pesquisa e o desenvolvimento contínuos expandirão, sem dúvida, os horizontes da química organometálica, trazendo novas possibilidades e soluções para os desafios futuros.

Exemplo Visual

Abaixo estão alguns exemplos de compostos e reações organometálicos:

Figura 1: Diagrama simplificado da estrutura do Ferroceno, mostrando um composto sanduíche composto por dois íons ciclopentadienil ligados a um átomo central de ferro.

passo 1 passo 2 passo 3 passo 4

Figura 2: Diagrama de um ciclo catalítico geral, destacando os passos envolvidos em um processo de reação mediado por metal.


Doutorado → 1.2


U
username
0%
concluído em Doutorado

← Anterior (1.1.7)
Cinética e mecanismo das reações de coordenação
Próximo (1.2.1) →
Carbonilos metálicos

Comentários 



Química Organometálica

https://www.chemistryelite.com/phd/1.2?ceal=pt