Quando o complexo quadrático plano tetracoordenado
(Onde
é a trimetilfosfina) reage com
, são formados dois produtos hexacoordenados de fórmula
. Quais são os isômeros possíveis?
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e faz esta pergunta:
- Dado o complexo quadrado-planar tetracoordenado
que reage com . - O produto(es) formado(s) têm fórmula
, ou seja, três ligantes e três ligantes ao redor do Ir em geometria hexacoordenada. - A pergunta: quais são os isômeros possíveis para
?
Passo 2
Primeiro, entenda o que significa “três ligantes de um tipo e três de outro em geometria octaédrica”. Em um octaedro há seis posições e cada posição tem um ligante trans (a 180°) e quatro cis (a 90°). Quando temos um complexo do tipo
(três ligantes L iguais e três X iguais) existem duas disposições geométricas distintas em octaedro que são geralmente possíveis:
- fac (facial)
- mer (meridional)
Vou explicar bem devagar o que cada uma significa, porque é o ponto central da questão.
Passo 3
Definição e intuição para o isômero fac:
- Em fac (abreviação de facial), as três ligantes idênticas ocupam os vértices de uma “face” triangular do octaedro.
- Consequência prática: as três ligantes idênticas são todas mutuamente cis entre si (cada par está a 90°). Nenhuma delas está trans a outra idêntica.
- Exemplo concreto para
: em fac, os três ocupam uma face triangular; cada está trans a um . Simetricamente, cada também está trans a um .
Passo 4
Definição e intuição para o isômero mer:
- Em mer (meridional), as três ligantes idênticas ocupam posições ao longo de um “meridiano” do octaedro — pense numa linha que passa pelo centro e conecta três posições formando um arco de 180° (duas posições trans e uma adjacente).
- Consequência prática: dentre as três ligantes idênticas, duas estão em posições trans entre si (180°) e a terceira está cis às outras duas.
- Exemplo concreto para
: em mer pode ocorrer que duas sejam trans entre si (par P–P trans) enquanto duas também acabam formando um par trans em outra direção; a terceira fica trans a uma . Em palavras simples: em mer há ao menos um par de ligantes idênticos trans.
Passo 5
Comparando fac e mer e aplicando ao complexo pedido:
- Só existe, para
em geometria octaédrica, exatamente dois arranjos estereoquímicos não sobreponíveis: fac e mer. - Ambos são isômeros geométricos (não se trocam por simples rotação) e ambos são constituídos por ligantes monodentados
e . - Sobre quiralidade: tanto fac quanto mer, no caso de três ligantes iguais e três outros iguais, são tipicamente acometidos de simetria (fac tem simetria
, mer tem ), portanto não são ópticamente ativos (não há enantiômeros aqui). - Relação trans/cis resumida:
- fac: todas as três
são mutuamente cis; cada está trans a um . - mer: existe um par trans de
(ou, simetricamente, um par trans de ); portanto há pelo menos um par P–P trans e um par Cl–Cl trans em arranjos possíveis, e uma posição P trans a Cl.
- fac: todas as três
Passo 6
Como identificar experimentalmente (dica de prova / NMR):
- No espectro
NMR: - fac: por simetria
todos os três são equivalentes → espera-se um único sinal de . - mer: por simetria
normalmente dois fósforos são equivalentes e o terceiro distinto → espera-se dois sinais de (um com intensidade dupla relativa ao outro).
Essa diferença é frequentemente usada para distinguir fac/mer na prática.
- fac: por simetria
Passo 7
Resumo aplicado ao enunciado e conclusão pronta para a prova:
- O produto
pode existir em duas formas geométricas: fac e mer. - Não há outros isômeros geométricos diatópicos ou enantioméricos adicionais para este caso (com três ligantes de cada tipo monodentados).
Resposta
fac-
mer-
mer-