Química de Coordenação do Nitrogênio

Licenciatura Plena em Química (Universidade de Cruz Alta, 2004)
Mestrado em Química Inorgânica (Universidade Federal de Santa Maria, 2007)

O átomo de Nitrogênio, elemento químico que apresenta número atômico 7, é o primeiro elemento do grupo 15 da Tabela Periódica, ou Família 5ª, e é classificado como um não metal. Apresenta massa atômica equivalente a 14,007.

Em sua forma gasosa, apresenta-se em uma molécula diatômica (N2), na qual entre seus átomos existe uma forte ligação tripla de natureza covalente. É um gás incolor, inodoro e insípido, estando presente na atmosfera de forma abundante, sendo o principal constituinte desta atmosfera, perfazendo um total de78%.

O nitrogênio foi descoberto em 1772 por Rutherford, sendo isolado em 1785 por Cavendish.  Em 1908, Fritz Haber desenvolveu um processo de extração de nitrogênio do ar e a produção do gás amônia (NH3), um de seus derivados. É um elemento tão inerte, que Lavoisier o denominou de “Azoto”, que significa sem vida. Entretanto, seus compostos são muito reativos, sendo largamente empregados na química dos explosivos.

O átomo de nitrogênio apresenta configuração eletrônica 1s2 2s2 2p3. Para completar a sua valência pode arranjar-se da seguinte maneira:

  1. ganhando elétrons para formar o íon nitreto N3-, que é encontrado nos nitretos salinos dos metais mais eletropositivos;
  2. formando ligações com pares de elétrons, as quais podem ser de natureza simples, como no NH3; ou múltiplas (ligações duplas e triplas);
  3. formando laços com par de elétrons e ganho de um ou mais elétrons, como no NH2- e NH2-;
  4. formando ligações com um par de elétrons e perda de elétron, como no amônio tetraédrico e nos íons amônio substituídos [NR4]+.

Existem, por sua vez, poucas espécies estáveis em que, formalmente, a camada de valência do nitrogênio esteja incompleta. Alguns dos melhores exemplos são NO e NO2; essas espécies têm elétrons não-emparelhados e são paramagnéticos.

Compostos nitrogenados apresentam destacada importância no estudo da Química de Coordenação como espécies ligantes coordenados a centros metálicos. Esses complexos podem apresentar as mais variadas características e funções.Entre os compostos nitrogenados, pode-se citar a amônia (NH3), uma molécula neutra, e também os seus derivados; compostos imdazóis, bipiridinas, amidinos.  Esses compostos podem ainda se apresentar em cadeias com dois ou mais átomos de nitrogênio, tais como as azidas, diazenos, triazenos, tetrazenos, pentazenos, entre outros.

                A participação nesses sistemas do nitrogênio são de grande importância, pois se configuram como promissores para as mais variadas áreas de pesquisa. Dessa forma, sistemas catenados de nitrogênio podem apresentar até 10 átomos de nitrogênio ligados em seqüência. Uma característica de compostos assim descritos é a alta instabilidade devido às ligações simples e duplas alternadas, tornando o composto altamente reativo. Uma maneira de se proceder à estabilização destas cadeias é a substituição dos átomos de hidrogênio terminais por grupamentos orgânicos, como anéis aromáticos substituídos, o que provoca uma deslocalização da densidade eletrônica presente na cadeia de nitrogênios.

Referências:
MOORE, D. S. & ROBINSON, S. D.; Adv. Inorg. Chem. Radiochem, 30, 1-68, 1986.
FENNER,H.;Dissertação de Mestrado; DQ-UFSM, 1989.
VERNIN, G.; SIV,C.; METZGER,J.; Synthesis; 691, 1977.

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