Determine o tipo de isomeria apresentada pelos compostos abaixo e escreva a(s) fórmula(s) estrutura(is) dos isômeros.
\mathrm{Cr}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{5} \mathrm{BrSO}_{4}

Passo 1

O enunciado pede duas coisas: (a) identificar o tipo de isomeria apresentada pelos compostos com fórmula ambígua \mathrm{Cr}(\mathrm{NH}_{3})_{5}\mathrm{BrSO}_{4} e (b) escrever as fórmulas/estruturas dos isômeros possíveis. A informação dada é apenas a expressão química sem colchetes, ou seja, há ambiguidade sobre quais espécies estão no interior da esfera de coordenação (ligadas ao Cr) e quais estão como contra‑íon fora da esfera.

Passo 2

Primeiro vamos entender o que significa “estar na esfera de coordenação” ou “ser contra‑íon”. Em compostos de coordenação, escrevemos o íon complexo entre colchetes \left[\dots\right] (a parte ligada diretamente ao metal) e os contra‑íons fora dos colchetes. Exemplos de ligantes: \mathrm{NH}_3 (neutro), \mathrm{Br}^- (ânion) e \mathrm{SO}_4^{2-} (ânion poliatômico). A mesma fórmula com diferentes espécies dentro/fora dos colchetes gera isômeros distintos.
Agora vamos calcular a carga e verificar possibilidades plausíveis. Admitimos o estado de oxidação usual do crômio em complexos amoniacais, +3. Cada amônia \mathrm{NH}_3 é neutra. A carga do íon sulfato é \mathrm{SO}_4^{2-} e do brometo é \mathrm{Br}^-. Duas configurações plausíveis, trocando quem está dentro/fora da esfera, são:
  • Complexo catiônico com brometo coordenado e sulfato como contra‑íon: \left[\mathrm{Cr}(\mathrm{NH}_3)_5\mathrm{Br}\right]\mathrm{SO}_4.
  • Complexo catiônico com sulfato coordenado e brometo como contra‑íon: \left[\mathrm{Cr}(\mathrm{NH}_3)_5(\mathrm{SO}_4)\right]\mathrm{Br}.
Vamos checar as cargas para confirmar plausibilidade:
  • Para \left[\mathrm{Cr}(\mathrm{NH}_3)_5\mathrm{Br}\right]\mathrm{SO}_4: supondo \mathrm{Cr} em +3, a soma das cargas dentro do colchete é +3 + 0\cdot5 + (-1) = +2. Então o contra‑íon deve ser \mathrm{SO}_4^{2-} para neutralizar — coerente com a fórmula.
  • Para \left[\mathrm{Cr}(\mathrm{NH}_3)_5(\mathrm{SO}_4)\right]\mathrm{Br}: dentro do colchete temos +3 + 0\cdot5 + (-2) = +1. Então um \mathrm{Br}^- como contra‑íon neutraliza — também coerente.

Passo 3

Qual é o tipo de isomeria? Quando dois isômeros diferem por qual espécie está dentro da esfera de coordenação e qual está fora (ou seja, trocam lugar entre ligante coordenado e contra‑íon), esse tipo de isomeria chama‑se isomeria de ionização. É típica de sais de coordenação: ao dissolver, cada isômero libera íons diferentes no meio (por exemplo, um libera \mathrm{SO}_4^{2-} livre, o outro libera \mathrm{Br}^- livre).
Vamos explicar de forma didática como identificar isso na prova, passo a passo:
  • Recebe a fórmula sem colchetes: procure ânions capazes de atuar como ligante (ex.: \mathrm{Br}^-, \mathrm{Cl}^-, \mathrm{NO}_2^-, \mathrm{SO}_4^{2-}, \mathrm{CN}^-, etc.) e ligantes neutros (ex.: \mathrm{NH}_3, \mathrm{H_2O}).
  • Monte possibilidades colocando cada ânion alternativamente dentro dos colchetes (ligado ao metal) e fora dos colchetes (contra‑íon).
  • Calcule a carga do íon complexo assumindo o óxido do metal (aqui +3), somando as cargas dos ligantes e do metal; verifique qual contra‑íon é necessário para neutralizar: se a soma bater com a carga do ânion disponível, a estrutura é plausível.
  • Se existem duas (ou mais) disposições plausíveis envolvendo troca entre ligante e contra‑íon, trata‑se de isomeria de ionização.

Passo 4

Além das duas fórmulas principais acima, um comentário prático: o sulfato pode coordenar por um oxigênio (monodente) ou por dois (bidentado) dependendo do metal e da geometria; na maioria dos exercícios elementares, considera‑se a forma monodente para comparar isômeros de ionização, porque a ambiguidade principal pedida é sobre quem está dentro/fora do colchete. Não invente outros isômeros aqui sem indicação adicional no enunciado.

Resposta

Isomeria de ionização.
\left[\mathrm{Cr}(\mathrm{NH}_3)_5\mathrm{Br}\right]\mathrm{SO}_4
\left[\mathrm{Cr}(\mathrm{NH}_3)_5(\mathrm{SO}_4)\right]\mathrm{Br}

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