Determine o tipo de isomerismo que existe nos seguintes compostos de coordenação:
e
Passo 1
O enunciado dá dois sais de coordenação e pede que eu determine o tipo de isomerismo presente entre eles:
- Primeiro composto:
. - Segundo composto:
.
Informações relevantes que o enunciado fornece (e que vou usar):
-
é a etilenodiamina, um ligante bídentado neutro (liga por dois pares de elétrons ao metal). -
é um ligante monodentado com carga . - Cada complexo do tipo
é octaédrico com três ligantes bídentados ocupando os seis sítios de coordenação. - Cada íon hexacloro,
, é um octaedro com seis ligantes cloreto idênticos.
O que o problema realmente pergunta: qual(is) tipo(s) de isomerismo existe(m) nesses compostos (entre o primeiro e o segundo, e, se aplicável, internamente em cada íon)?
Passo 2
Vou verificar se os dois sais têm a mesma composição global, porque isso é chave para reconhecer isomerismo de coordenação.
Contando átomos/fragmentos:
- No primeiro: há um íon catiônico
e um íon aniônico . - No segundo: há
e .
Comparando as fórmulas globais número a número, ambos os sais contêm: um átomo de
, um átomo de
, três ligantes
e seis
. Em símbolos:
Quando dois sais diferem apenas na distribuição dos ligantes entre o cátion e o ânion, mantendo a composição global igual, esse caso é classificado como isomerismo de coordenação. Portanto esses dois sais são candidatos a isômeros de coordenação.
Agora explico o conceito formal.
Passo 3
O que é isomerismo de coordenação? Aula prática e curta:
- Definição: isomerismo de coordenação ocorre quando, para um mesmo composto iônico global, os ligantes estão distribuídos de formas diferentes entre o cátion e o ânion de coordenação. Em outras palavras, trocar quais ligantes pertencem ao cátion ou ao ânion gera isômeros diferentes, embora a fórmula global seja igual.
- Exemplo clássico:
versus — é o mesmo princípio do nosso caso.
Aplicando aqui: em um sal os ligantes
estão no complexo do metal A e os
no metal B; no outro sal isso está invertido. Portanto a diferença é exatamente uma troca de distribuição de ligantes entre cátion e ânion — característica do isomerismo de coordenação.
Passo 4
Agora, outro aspecto importante: isomerismo interno em cada íon.
- O cátion
(com ou ) é um octaedro com três ligantes bídentados idênticos. Geometricamente isso gera duas disposições não superponíveis que são imagens especulares uma da outra, denominadas enantiômeros e . Isso é isomerismo óptico (enantiómeros): o complexo é quiral, pode existir em forma “mão direita” ( ) e “mão esquerda” ( ). - Breve explicação do porquê: cada ligante
ocupa dois sítios; a seqüência espacial desses três laços forma uma hélice que pode torcer para a direita ( ) ou para a esquerda ( ). Essas duas formas são imagens especulares e não são sobreponíveis.
- Breve explicação do porquê: cada ligante
- O aniônico
é um octaedro com seis ligantes idênticos. Esse arranjo tem um centro de simetria e planos de simetria e, portanto, é achiral — não apresenta isomerismo óptico e também não apresenta variações geométricas (todos os seis ligantes são iguais).
Conclusão desta análise interna:
- Cada sal contém um cátion quiral
, logo cada um pode existir como par de enantiômeros ( e ). Então há isomerismo óptico associado ao íon . - O íon hexacloro não contribui com isomerismo geométrico ou óptico.
Passo 5
Juntando as duas observações principais:
- Entre os dois sais fornecidos a diferença é a troca dos ligantes
e entre e . Essa é a definição de isomerismo de coordenação — portanto os dois sais são isômeros de coordenação. - Além disso, cada cátion
ou é quiral e apresenta isomerismo óptico ( ). O anião é achiral.
Resposta
Isomerismo de coordenação.
Além disso, isomerismo óptico (enantiómeros
e
) presente nos íons
e
.