Química Inorgânica II

Objectivos

Adquirir conhecimentos de Quuímica Inorgânica nas áreas da Química Organometálica e da catálise homogénea definidas no programa da UC.  No final, o aluno deve saber resolver problemas sobre os conteúdos programáticos, executar trabalho experimental em Química Organometálica e interpretar devidamente os resultados, trabalhando em grupo.

Caracterização geral

Código

10866

Créditos

3.0

Professor responsável

António Jorge Dias Parola, Luís Alexandre A. Fernandes Cobra Branco

Horas

Semanais - 2

Totais - 30

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Conhecimentos sustentados de Química dos Elementos, Teoria da Ligação Química e Química Inorgânica I (UCs de semestres anteriores da Licenciatura em Química Aplicada).

Bibliografia

- "Inorganic Chemistry", Peter Atkins, Tina Overton, Jonathan Rourke, Mark Weller, and Fraser Armstrong, 5th Edition. Oxford University Press, 2009

- “Inorganic Chemistry” C. E. Housecroft and A.G. Sharpe. Pearson. Prentice Hall. 4th Edition. 2012.

- “Organometallics” Chistophe Elschenbroich, Wiley-VCH, 5th Edition, 2006

- “Organometallic Chemistry of the Transition Metals. Robert H Crabtree, John Wiley and Sons Ltd. 5th Edition, 2009

- “Organometallics 1 and 2” M. Bochmann, Oxford Chemistry Primers, 1994

Método de ensino

A aprendizagem  é feita com ajuda de apresentações em power-point, feitas nas aulas teórico-práticas, que contêm figuras, tabelas e gráficos e permite um estudo sistemático dos compostos organometálicos e as suas aplicações em catálise homogénea. Pretende-se por ao aluno em contacto com uma bibliografia recente e variada da área. Resolver problemas relativos à matéria nas aulas teórico-práticas e a realização dos trabalhos práticos que permitem experimentar e corroborar no laboratório a teoria aprendida e desenvolver no aluno a capacidade de observação e critica. Ao final do trabalho prático é entregue um questionário com perguntas relativas ao trabalho realizado. A avaliação é feita como média ponderada da nota teórica e nota prática.

Método de avaliação

A frequência da cadeira é obtida através da realização de dois trabalhos práticos de 4 horas de duração cada um, em que será necessária a preparação prévia e a entrega de um questionário. Cada questionário é corrigido e avaliado.

Parte teórica: nota de 2 testes de 1 hora e 20 minutos de duração cada ou exame final. O teste 1 vale 40% da nota teórica, o teste 2 vale 60% da nota teórica. Nota mínima teórica de cada  teste : 8 (oito) valores. O exame final vale 100% da nota teórica.  Nota mínima teórica: 9,5 valores. 

A nota final é dada por 80% da nota teórica + 20% da nota prática.

Conteúdo

Compostos organometálicos

Definição; Energia, polaridade e reactividade da ligação M-C; Ligação metal-carbono sigma; Ligação metal-carbono pi; Perspectiva histórica; Diferenças entre compostos de coordenação e organometálicos;

Regra dos 18 electrões e 16 electrões; Compostos quadrangulares planares de 16 electrões;

Nomenclatura de Compostos Organometalicos;

Complexos com metais de transição metal-carbono com ligação sigma

Ligandos sigma doadores

Ligandos monohapto-hidrocarbonetos: ligandos alquilo

Ligandos sigma doadores e pi-aceitadoes

Ligandos alquenilo, alquinilo e arilo

Carbenos;carbenos tipo Fischer e tipo Schrock; carbenos N-heterocíclicos

Carbonilos metálicos: a molécula de monóxido de carbono como ligando; Diagrama de energia de orbitais moleculares de CO; visão localizada Metal-CO; Frequências de vibração do CO em carbonilos metálicos neutros;

Ligandos fosfina; Propriedades estereoquímicas; ângulo cónico; Propriedades electrónicas. Outros ligandos aceitadores pi; Problemas de Aplicação.

Complexos isocianetos.

Compostos com diazoto e monoxido de azoto.

Compostos hidretos; Compostos de dihidrogenio; Síntese de compostos hidretos;

Ligandos sigma, pi-doadores e pi-aceitadores

Ligandos alqueno; Modelo Chatt-Deward-Duncanson

Ligando butadieno e ciclobutadieno; Ligando benzeno; Ligando alilo; Ligando ciclopentadienilo; compostos metalocenos; Ligandos cicloheptatrieno e cicloheptatrienilo;

Aplicações de compostos metalocenos; fios moleculares; ligandos quirais: Metalocenos dobrados;Catalizadores tipo Ziegler-Natta;

Catálise organometálica em síntese e catálise

Definição de catalizador; Ciclos catalíticos; Descrição dos catalizadores;

Reacções catalizadas ;

Hidrogenação de alquenos; catálise assimétrica de hidrogenação de alquenos;

Hidroformilação;

Síntese do Acido Acético; Processo Monsanto;

Processo Wacker de oxidação de alquenos;

Metátese de olefinas;

Acoplamento C-C: Reacção de Heck, Suzuki, Stille, Sonogashira.

Epoxidação de Sharpless;

Polimerização de alquenos; Catálise Ziegler-Natta