Escreva a formula, de o nome e indique os possíveis isômeros de ligação, ionização, coordenação ou geométricos em cada caso:
e
Passo 1
O enunciado pede, para cada uma das duas espécies, que eu:
- escreva a fórmula (já dada);
- dê o nome correto (IUPAC, indicando quando necessário o átomo que liga);
- indique quais isômeros são possíveis entre: isômeros de ligação (linkage), isômeros de ionização, isômeros de coordenação e isômeros geométricos (além de comentar sobre outros tipos, se aplicável).
As informações dadas (peguei do enunciado):
- Complexo A:
. - Complexo B:
.
Passo 2
Determinar carga do íon complexo e estado de oxidação do cobalto — isso é básico para entender a natureza dos ligantes e possíveis isômeros.
- Cada
é um ligante neutro. -
(nitrito) tem carga quando presente como ligante ambidentado (ligando por N ou por O). - As duas
externas são contra-íons que somam carga .
Logo, se chamar de
a carga do cátion complexo,
Dentro do cátion complexo a soma das cargas é
. Assim
Portanto o metal é
e o complexo é hexacoordenado (coordenação 6: cinco
+ 1 nitrito/nitro), geometria octaédrica típica.
Passo 3
Regras de nomeação breve e como indicar ligação pelo N ou pelo O:
- Nome do ligante amoniaco ligado é escrito como
(ou em notação usada em muitos textos; aqui usarei “ammine” conforme nomenclatura coordenacional clássica). Em IUPAC moderno escreve-se “ammine”. - Para ligante
: quando ligado pelo nitrogênio diz-se “nitro” (ou nitro- ); quando ligado por oxigênio diz-se “nitrito” e, para ser explícito, “nitrito- ”. Usa-se a notação para indicar o átomo coordenante. - O nome do complexo-cátion vem antes dos contra-íons. O número de contra-íons é indicado pelo nome do sal (a palavra “chloride” em inglês; em português “cloreto”).
Aplicando: para o complexo onde
está ligado por N o nome sistemático é “pentaammine(nitro-κN)cobalt(III) chloride” em inglês; em português: “pentaammine(nitro-
)cobalto(III) cloreto”. Para o ligado por O: “pentaammine(nitrito-
)cobalto(III) cloreto”.
Passo 4
Isômeros de ligação (linkage isomerism) — explicação e aplicação:
- Conceito: ligantes ambidentados (ligantes que têm dois átomos diferentes que podem coordenar) podem ligar-se ao metal por um átomo ou por outro. O
é ambidentado: pode ligar por N (forma “nitro”) ou por O (forma “nitrito”). Essas duas formas são isômeros de ligação. - No nosso caso existem exatamente 2 isômeros de ligação relacionados ao
: - N-ligado:
— chamado nitro- . - O-ligado:
— chamado nitrito- .
- N-ligado:
- Observação: as duas fórmulas que você deu são precisamente esses dois isômeros de ligação (nitro vs nitrito).
Passo 5
Isômeros de ionização — explicação e aplicação:
- Conceito: ocorre quando um ânion presente no interior da esfera de coordenação (inner sphere) e um ânion que está como contra-íon fora da esfera trocam de posição; resultam em sais com mesma composição global, mas diferentes espécies internas/externas. Ex.:
⇄ . - Aplicando ao nosso caso: o anião interno é
e os contra-íons são duas . Um possível isômero de ionização é aquele onde uma entra na esfera de coordenação e o sai para jogar como contra-íon. Assim obtemos o isômero de ionização correspondente: (mesma estequiometria global: um cátion divalente, um e um como contra-íons). - Portanto existe um isômero de ionização associado a cada forma (nitro ou nitrito) — a diferença é apenas qual espécie está dentro/fora da esfera. Em termos práticos, ambos
e têm um correspondente isômero de ionização (a notação não dá destaque à forma nitro/nitrito do íon livre fora da esfera).
Passo 6
Isômeros de coordenação — explicação e aplicação:
- Conceito: ocorrem quando há mais de um metal no cristal e ligantes trocam entre centros (cada centro tem uma distinta esfera de coordenação). Isso precisa de complexos polimetálicos ou sal misto com dois tipos de cátions/ânions.
- No nosso caso os sais são mononucleares (apenas um tipo de centro
por fórmula simples), portanto isomeria de coordenação como definida (troca entre diferentes centros metálicos) não é aplicável. Conclusão: não há isômeros de coordenação aqui.
Passo 7
Isômeros geométricos (e ópticos) — explicação e aplicação:
- Geometria do complexo: octaédrica com configuração
. Em um octaedro com cinco ligantes idênticos e um diferente (ligante único L), todas as posições do ligante único são equivalentes por rotação — não há como ter um arranjo cis/trans distinto quando só há um ligante diferente. Portanto NÃO existem isômeros geométricos (cis/trans) para . - Isomeria óptica (enantiómeros): para haver quiralidade em octaedro normalmente precisa-se de arranjos de ligantes que não sejam todos idênticos exceto por um; com cinco iguais e um distinto o complexo é achiral. Logo, não há isômeros ópticos.
Passo 8
Resumo sobre outras possibilidades negligenciáveis aqui:
- Nitrito pode, teoricamente, ligar de modo bidentado (
) em alguns complexos; isso é raro para com 5 aminas e exigiria reestruturar a coordenação (não compatível com 5 aminas + 1 nitrito monodentado). Portanto não consideramos isomeria relevante aqui. - Em termos práticos de química de provas, os pontos-chave são: linkage (nitro vs nitrito) e ionization (troca
interno ↔ interno), e que não há geometric/coordination/optical isomers.
Passo 9
Nomes IUPAC recomendados (forma clara):
- Para
: nome sistemático indicando ligação por N é - Para
: nome indicando ligação por O é