Com base no efeito trans, preveja qual estereoisômero deve se formar preferencialmente ao se reagir o ligante
com cada um dos complexos a seguir, supondo que somente um cloreto seja substituído: a)
; b)
; c)
.
Passo 1
O enunciado pede: para cada um dos complexos abaixo, supondo que só um cloreto seja substituído por
, prever qual estereoisômero se forma preferencialmente baseado no efeito trans.
Complexos fornecidos:
- (a)
- (b)
- (c)
Informação implícita importante (a partir do enunciado): geometria esperada dos complexos de
é quadrado planar e a reação é substituição nucleofílica simples onde um dos
é trocado por
.
Passo 2
O que é preciso decidir, passo a passo: em um complexo quadrado planar do tipo
existem, em relação ao ligante
,
- um cloreto que está trans a
(vou chamar de ); - dois cloretos que estão cis a
e entre si são trans (cada um é , isto é, trans a outro ).
A substituição por
pode ocorrer em qualquer um desses cloretos, mas a probabilidade está controlada pelo efeito trans: o cloreto que estiver trans a um ligante com maior efeito trans será o mais facilmente substituído. Portanto, para prever o produto devemos comparar o efeito trans de
com o efeito trans do próprio
.
Passo 3
Breve aula sobre o efeito trans (de forma direta e sem jargões desnecessários):
- O efeito trans é um efeito cinético: alguns ligantes enfraquecem a ligação que está em posição trans a eles, tornando esse sítio mais facilmente substituível.
- Há uma ordem empírica de força do efeito trans. Uma versão simplificada útil para estes casos é, do mais forte para o mais fraco:
- Interpretação prática: se um ligante
tem efeito trans maior que outro , então o ligante que está trans a será mais facilmente substituído do que o que está trans a .
Nota didática: esta ordem é empírica e funciona bem para prever qual ligação será rompida na etapa de substituição. Não é preciso decorar uma lista enorme; memorize que haletos (I, Br, Cl) costumam ter efeito trans moderado, grupos neutros como
são fracos, e
é muito forte.
Passo 4
Aplicando a ideia geral ao nosso caso concreto: em
há dois tipos de
:
- os
(cada um está trans a outro ); - o
(está trans a ).
Qual
será substituído? O que estiver trans a um ligante com maior efeito trans será o mais labilizado. Então:
- Se
tem efeito trans maior que , o (o que está trans a ) será substituído, e o novo ficará trans a . - Se
tem efeito trans maior que , então os serão mais labilizados (porque cada um está trans a outro ), e a substituição ocorrerá em um desses; o ficará então trans a (ou seja, ficará cis em relação a ).
Passo 5
Agora compare, usando a ordem dada, para cada caso:
(a)
.
- Pela ordem:
tem efeito trans maior que (pois está mais para o fim, ou seja, é mais fraco). - Conclusão: os
(aqueles trans a outro ) são mais facilmente substituíveis que o . - Logo a substituição por
irá preferencialmente ocorrer num , de modo que o novo ficará trans a um e, portanto, cis em relação ao .
Passo 6
(b)
.
- Pela ordem:
é um ligante fraco em efeito trans (mais fraco que ). - Mesma lógica do caso (a):
(trans a outro ) domina; os são os mais labilizados. - Portanto a substituição por
ocorrerá preferencialmente num , resultando em trans a e, em consequência, cis a .
Passo 7
(c)
.
- Pela ordem:
tem efeito trans mais forte que (ordem: ). - Agora o ligante
é o que mais enfraquece a ligação trans a ele, então o (o cloreto que está trans ao bromo) será o mais labilizado. - Conclusão:
substituirá preferencialmente o que está trans a , ficando então trans a (ou seja, o produto tem e em posições trans).
Passo 8
Resumo conceitual final (para gravar para a prova):
- Compare o efeito trans de
com o de . - Se
tiver efeito trans maior que , o ficará trans a . - Se
tiver efeito trans maior que , o ficará trans a (ou seja, cis a ). - Nos três casos dados aplicou-se exatamente essa regra.
Resposta
(a) O produto em que
fica trans a
(logo
é cis a
).
(b) O produto em que fica trans a
(logo
é cis a
).
(c) O produto em que fica trans a
(ou seja,
e
em posição trans).
(b) O produto em que
(c) O produto em que