Determine o tipo de isomeria apresentada pelos compostos abaixo e escreva a(s) fórmula(s) estrutura(is) dos isômeros.
\left[\mathrm{Co}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{6}\right]\left[\mathrm{Cr}\left(\mathrm{C}_{2} \mathrm{O}_{4}\right)_{3}\right]

Passo 1

O enunciado fornece o sal \left[\mathrm{Co}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{6}\right]\left[\mathrm{Cr}\left(\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}\right)_{3}\right] e pede: qual tipo de isomeria ele apresenta e escrever a(s) fórmula(s)/estrutura(s) dos isômeros. Informações relevantes dadas (e que vamos usar):
  • O catião é \left[\mathrm{Co}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{6}\right].
  • O anião é \left[\mathrm{Cr}\left(\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}\right)_{3}\right].
  • \mathrm{NH}_3 é um ligante monodente neutro (liga por um átomo: N).
  • \mathrm{C}_2\mathrm{O}_4^{2-} (oxalato, escrito \mathrm{ox}^{2-} às vezes) é um ligante bí­dente (coordena por duas O).
  • Não há figura adicional; toda a informação necessária está no enunciado.
    Não inicio a resolução ainda — só deixei claro o que o enunciado pede e os dados que temos.

Passo 2

Determinar estados de oxidação e geometria dos centros (isso ajuda a saber que tipos de isomeria são possíveis).
  • Para o catião \left[\mathrm{Co}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{6}\right]: cada \mathrm{NH}_3 é neutro, então a carga do complexo é a carga do metal. Como o sal é neutro e o anião é 3- (ver abaixo), o catião tem carga 3+. Assim o metal é \mathrm{Co}^{3+} e coordenação típica de \mathrm{Co}^{3+} com seis ligantes é octaédrica.
  • Para o anião \left[\mathrm{Cr}\left(\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}\right)_{3}\right]: cada oxalato tem carga -2, logo três oxalatos dão -6; o complexo total tem carga -3, portanto o Cr precisa ser +3 ( +3-6=-3). Logo é \mathrm{Cr}^{3+} com três ligantes bí­dentes — também geometria octaédrica (cada oxalato ocupa dois sítios cis adjacentes).
    Explicação didática curta: em coordenação, metais com seis ligações tipicamente formam um octaedro; ligantes bí­dentes tomam pares de posições cis (ângulo de 90° dentro do octaedro), formando anéis de quelato.

Passo 3

Que tipos gerais de isomeria podemos considerar (resumo didático rápido):
  • Isomeria geométrica (cis/trans, fac/mer) aparece quando há ligantes diferentes ocupando posições relativas diferentes num octaedro.
  • Isomeria óptica (enantioisomeria) aparece quando a molécula é quiral (não sobreponível com sua imagem no espelho).
  • Isomeria de ligação (linkage) aparece se um ligante ambidente pudesse ligar por átomos diferentes (não é o caso do oxalato: ele usa O sempre).
  • Isomeria de coordenação (troca de ligantes entre catião e anião) só é possível se houver outra distribuição de ligantes/metais que mantenha a mesma composição global.
    Agora vamos checar quais se aplicam aos nossos íons.

Passo 4

Analisando \left[\mathrm{Co}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{6}\right]^{3+}:
  • Todos os seis ligantes são idênticos ( \mathrm{NH}_3). Num octaedro com seis ligantes iguais NÃO há isomeria geométrica nem óptica: a configuração é completamente simétrica (octaédrica regular). Conclusão: o catião é achiral e não dá isômeros por si só.

Passo 5

Analisando \left[\mathrm{Cr}\left(\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}\right)_{3}\right]^{3-}:
  • Cada oxalato é bí­dente e forma um anel de quelato com o Cr, ocupando pares de posições cis. Com três ligantes bí­dentes iguais em um octaedro obtemos a chamada disposição “tris(chelato)”.
  • A disposição tridimensional dos três quelatos pode formar duas imagens especulares não sobreponíveis: uma forma tem os três quelatos enrolados como um parafuso para a direita (mão direita), a outra enrosca para a esquerda (mão esquerda). Essas duas formas são enantiômeros. Portanto o anião é ópticamente ativo: existe em dois enantiômeros designados por \Delta (delta) e \Lambda (lambda).
    Agora uma breve “aula” sobre \Delta e \Lambda (como identificar): tome o eixo que passa pelo centro do octaedro e pelos três pontos médios onde os ligantes formam seus planos (eixo pseudo-tri) — olhando ao longo desse eixo, se a sequência dos três quelatos gira no sentido horário, chama-se \Delta (mão direita); se gira no sentido anti-horário, chama-se \Lambda (mão esquerda). Esse conceito é análogo a parafusos dextrógiro/levógiro.

Passo 6

Mostrar as fórmulas/representações dos isômeros de forma clara:
  • A fórmula química do sal não muda; o que muda é a configuração do anião quelado. Podemos escrever explicitamente os dois enantiômeros do anião com os rótulos \Delta e \Lambda.
  • Assim os dois isômeros ópticos do sal são: \left[\mathrm{Co}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{6}\right]\left[\Delta\text{-}\mathrm{Cr}\left(\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}\right)_{3}\right]e \left[\mathrm{Co}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{6}\right]\left[\Lambda\text{-}\mathrm{Cr}\left(\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}\right)_{3}\right]
  • Observação didática: estruturalmente, cada oxalato forma um laço (anel) com o Cr; o esquema tridimensional é o de um “tripé” que pode ser dextrógiro ( \Delta) ou levógiro ( \Lambda). Em provas, é suficiente identificar a presença de isomeria óptica e nomear os enantiômeros com \Delta e \Lambda; desenhar o modelo 3D pode ser pedido, mas aqui a notação \Delta/ \Lambda representa as estruturas.

Passo 7

Breve nota sobre outras isomerias que discutimos e por que não ocorrem aqui:
  • Isomeria geométrica (cis/trans, fac/mer): não ocorre porque, no anião, os três ligantes idênticos são všechos quelatos formando um complexo tris-quelato; a alternativa fac/mer não se aplica a três ligantes bí­dentes idênticos nesse arranjo — o que existe é a quiralidade do conjunto.
  • Isomeria de enlace (linkage): não ocorre porque oxalato liga sempre por oxigênio (não é ambidentado com outra alternativa).
  • Isomeria de coordenação (troca entre catião e anião): teoricamente poderia existir outra distribuição onde os ligantes se trocam entre Co e Cr (por exemplo \left[\mathrm{Co}(\mathrm{C}_2\mathrm{O}_4)_3\right]\left[\mathrm{Cr}(\mathrm{NH}_3)_6\right]), porém isso daria complexos diferentes e normalmente não é considerado o isômero imediato aqui — a resposta clássica pedida para este composto em provas é a isomeria óptica devido ao anião tris(oxalato). Se a prova pedir explicitamente, poderíamos discutir coordenação- isomeria; mas na maioria dos contextos escolares, a resposta correta é isomeria óptica (enantioisomeria) com \Delta e \Lambda.

Resposta

Tipo de isomeria: isomeria óptica (enantioisomeria).
Isômeros: \left[\mathrm{Co}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{6}\right]\left[\Delta\text{-}\mathrm{Cr}\left(\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}\right)_{3}\right]
\left[\mathrm{Co}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{6}\right]\left[\Lambda\text{-}\mathrm{Cr}\left(\mathrm{C}_{2}\mathrm{O}_{4}\right)_{3}\right]

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