Desenhe todos os possíveis isômeros dos complexos apresentados abaixo:
(geometria quadrada)
Passo 1
O enunciado pede que eu desenhe todos os possíveis isômeros do complexo
com geometria quadrada. Informações relevantes que o enunciado dá:
- Fórmula do complexo:
. - Geometria: quadrada (ou seja, metal no centro de um plano com quatro posições nos vértices de um quadrado).
- Ligantes: dois
(idênticos entre si) e duas moléculas neutras (idênticas entre si). - Pedido: “desenhar todos os possíveis isômeros” — isto significa listar/representar todas as disposições não equivalentes dos ligantes no plano quadrado.
Passo 2
Entendendo o que conta como isômero aqui (explicação didática e simplificada).
- Temos quatro posições no quadrado; vou numerá‑las em sentido horário como
. Isso é apenas um modelo para discutir arranjos. - Os ligantes idênticos (as duas
e as duas ) podem ocupar essas posições de maneiras diferentes. Dois arranjos que são transformáveis por rotação ou reflexão do quadrado representam o mesmo isômero (não contamos repetições por rotação). - Para um tipo geral
em geometria quadrada (duas unidades de um ligante A e duas de outro B) existem basicamente duas disposições não equivalentes: as duas unidades iguais podem ficar lado a lado (adjacentes: “cis”) ou em posições opostas (180°: “trans”). Vou mostrar por que isso é tudo.
Passo 3
Modelando e contando explicitamente (para ver que só há duas possibilidades).
- Uso a numeração das posições
no quadrado. Escrevo um arranjo como a sequência onde é o ligante na posição . - Caso A (PH
trans entre si): coloco em posições opostas, por exemplo
Neste arranjo as duas
estão em
e
(opostas) e as
em
e
. Qualquer rotação ou reflexão que troque a numeração e leve a uma sequência equivalente representa o mesmo isômero. Este é o isômero “trans”, onde os dois
estão trans (180°) um ao outro.
- Caso B (PH
cis entre si): coloco em posições adjacentes, por exemplo
Aqui as
ocupam
e
(adjacentes, 90°). Qualquer rotação/reflexão que dê um arranjo com os dois
adjacentes é equivalente a este. Este é o isômero “cis”.
Passo 4
Relação com exemplos conhecidos (ajuda memorização).
- Esse caso é análogo ao famoso par
: existem exatamente dois isômeros geométricos, o “cis” (como o cisplatin) e o “trans” (transplatin). Troque por e por — a lógica é a mesma para geometria quadrada .
Passo 5
Verificação de outros tipos de isomeria (por que não há mais).
- Isomeria de ligação (linkage): não existe aqui, porque
e ligam sempre pelo mesmo átomo (P e Cl, respectivamente) — nenhum deles é ambidentado. - Isomeria óptica: um arranjo quadrado planar com dois pares idênticos de ligantes não gera quiralidade. O isômero cis possui um plano de simetria que o torna achiral; o trans também é achiral. Portanto não há isômeros ópticos adicionais.
- Logo, não existem outros isômeros além dos dois geométricos cis e trans.
Passo 6
Descrição final dos dois isômeros para desenhar (instruções de desenho passo a passo, bem mastigado):
- Para desenhar o isômero trans:
- Desenhe um quadrado representando as quatro posições ao redor do Ir no centro.
- Coloque
no vértice superior e no vértice inferior (posições opostas). - Coloque
nos vértices esquerdo e direito (opostos entre si). - Rotule como
.
- Para desenhar o isômero cis:
- Desenhe o mesmo quadrado.
- Coloque
no vértice superior e no vértice direito (ou quaisquer dois vértices adjacentes). - Coloque
nos outros dois vértices (adjacentes entre si). - Rotule como
.
Resposta
cis-
trans-
trans-