Desenhe as estruturas do isômero óptico do
.
Passo 1
O que o enunciado pede e o que temos:
- Pede para desenhar as estruturas do isômero óptico do complexo
. - Informações dadas (que vamos usar):
- Centro metálico:
. - Ligantes: duas
(monodentadas) e duas moléculas de (etilenodiamina, um ligante bidentado, doador por dois átomos de ). - Cada
ocupa duas posições de coordenação adjacentes; o número de coordenação do íon é (octaédrico).
- Centro metálico:
- O enunciado quer especificamente os isômeros ópticos (ou seja, pares de enantiômeros). Logo procuramos a forma cis (onde as duas
são vizinhas), pois é essa forma que pode ser quiral e apresentar dois enantiômeros. A forma trans é achiral.
Passo 2
Breve teoria necessária (explicada devagar, como numa prova)
- Geometria e ligações:
- Um complexo com coordenação
costuma ser octaédrico: imagine um octaedro com no centro e seis vértices ocupados pelos átomos doadores (neste caso, quatro das duas e duas ). - Um ligante bidentado como
liga dois vértices adjacentes formando um anel quelato de cinco membros ( — não esqueça: dobra em torno do metal).
- Um complexo com coordenação
- Isomeria geométrica relevante:
- As duas
podem ser trans (opostas) ou cis (adjacentes). - Para
: se forem trans, existe um plano de simetria — complexo é meso/achiral. Se cis, a disposição dos dois quelatos pode gerar uma estrutura sem plano de simetria — complexo é quiral e apresenta enantiômeros.
- As duas
- Como visualizar a quiralidade:
- Ao olhar ao longo do eixo que passa pelos dois
(ou seja, “de cima”), as ligações - - formadas pelos quelatos podem executar uma curva em torno do metal que pode ser “horária” ou “anti-horária”. Essas duas rotações correspondem aos enantiômeros, tradicionalmente chamados de (direita, no sentido dos ponteiros do relógio) e (esquerda).
- Ao olhar ao longo do eixo que passa pelos dois
Passo 3
Como desenhar — estratégia prática passo a passo (para você reproduzir na prova)
- Desenhe um octaedro simplificado: marque o centro (
) e seis posições (dois eixos axiais: cima/baixo; e quatro posições equatoriais formando um quadrado). - Coloque as duas
em posições axiais ou em posições equatoriais cis? Para o isômero óptico que queremos, coloque as duas cis (adjacentes). Uma maneira simples: coloque uma “para cima” (axial) e a outra em uma posição equatorial adjacente (ou ambas equatoriais adjacentes). O importante é que elas sejam vizinhas para gerar a quiralidade — aqui eu vou usar a convenção de colocar uma “para cima” e outra numa posição equatorial próxima para facilitar a visualização do torcimento. - Coloque as duas
ocupando os quatro vértices restantes de modo que cada conecte dois vértices adjacentes (formando dois laços quelato). Trace a conectividade e . - Para obter os enantiômeros, faça a imagem especular do desenho (ou troque o sentido do “torcimento” dos quelatos). A imagem especular não pode ser sobreposta por rotação — por isso são enantiômeros.
Passo 4
Desenhando explicitamente cada enantiômero — instruções e interpretação (vou explicar como reconhecer o sentido)
- Identificadores: chame os quatro átomos
dos dois de (primeiro ) e (segundo ). As ligações quelato são e . - Método visual prático para a prova:
- Desenhe
no centro. - Coloque
acima (topo) e próxima em posição equatorial direita (cis). - Coloque os quatro
restantes nos outros vértices e una a por uma curva passando atrás/do lado do metal (aquele laço é o primeiro ), e una a pelo outro laço. Se esses laços desenharem um movimento geral horário quando vistos do topo (olhando na direção da superior para o centro), o isômero é . Se forem anti-horário, é .
- Desenhe
- Dica rápida: faça primeiro um desenho simples em 2D do octaedro e, depois, desenhe os dois laços das
de forma que um laço “passe por sobre” o outro no sentido que você deseja — isso gera facilmente os dois enantiômeros.
Passo 5
Verificação da quiralidade (por que são enantiômeros)
- Pegue o desenho do isômero que você fez e marque o plano espelho. Para a disposição cis com dois quelatos torcidos, não existe plano de simetria nem centro de inversão que sobreponha a figura com sua imagem espelhada. Assim, a imagem espelho é um isômero diferente — não sobreponível — logo você tem um par óptico (dois enantiômeros).
- Se você rotacionar, não consegue sobrepor
com : isso confirma que são enantiômeros.
Passo 6
Resumo final do que desenhar na sua folha (guia rápido)
- Desenhe as duas estruturas cis como desenhado acima, uma sendo a imagem espelho da outra.
- Identifique-as como
(torção direita) e (torção esquerda). - Não esqueça de indicar as ligações quelato
e (cada par é um ), e as duas em posições cis.
Resposta
(Δ) (isômero dextrógiro — torção direita)
\(\mathrm{Cl}\)
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\(N_1\)——\
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\ \ \ \(N_3\)
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\\/
\(\mathrm{Co}\)
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\(N_2\)——/ \(N_4\)
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\(\mathrm{Cl}\)
(Λ) (isômero levógiro — torção esquerda)
\(\mathrm{Cl}\)
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\(N_1\)——/
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/ / \(N_3\)
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\ ——
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