Escreva a formula, de o nome e indique os possíveis isômeros de ligação, ionização, coordenação ou geométricos em cada caso:
Passo 1
O enunciado pede três coisas sobre o complexo dado
:
- Escrever a fórmula (já fornecida).
- Dar o nome do composto (nome sistemático).
- Indicar quais isomerias dos tipos: de ligação, de ionização, de coordenação e geométrica são possíveis, listando os isômeros quando existirem.
Informações relevantes fornecidas:
- O complexo é
(todas as espécies dentro dos colchetes fazem parte da esfera de coordenação). - Os ligantes presentes são
(cloreto) e (amônia/ammine).
Passo 2
Determinar o estado de oxidação do metal e o caráter dos ligantes (passo necessário para nomear e entender a estrutura).
- Explicação rápida de como calcular: tomar
como o estado de oxidação do metal e somar as cargas dos ligantes; o total dentro dos colchetes é a carga do complexo. Aqui não há carga escrita fora do colchete, então assumimos carga total zero. - Cálculo:
é um ligante neutro (carga ). Cada como ligante tem carga . - Conclusão: o metal é
(cobalto(III)).
Passo 3
Determinar o número de coordenação e a geometria provável (isso importa para isomeria geométrica).
- Definição: número de coordenação = número total de pontos de ligação ao metal. Aqui temos três
(cada uma monodentada) e três (cada uma monodentada) → número de coordenação . - Geometria típica para coordenação 6 é octaédrica (a configuração mais comum e esperada para
com seis ligantes monodentados). - Portanto tratamos o complexo como um octaedro
com três ligantes do tipo A = e três do tipo B = (isto é, um caso ).
Passo 4
Nome sistemático (IUPAC) do complexo.
- Regras rápidas: listar os ligantes em ordem alfabética pelo nome (ignorando prefixos), usar os prefixos multiplicativos (di-, tri-) e por fim o nome do metal seguido do seu estado de oxidação entre parênteses romanos.
- Ligantes: amônia = “ammine” (ou em português escolar, “amina/ammine”), cloreto = “chloro”.
- Nome sistemático (forma usual em inglês internacional): trichlorotriamminecobalt(III).
- Em português comum de aulas: tricloro-triamminecobalto(III).
- Observação simpática: o nome completo identifica que o cobalto está no estado +3 e que há três cloretos e três aminas coordenadas.
Passo 5
Isomeria de ligação (linkage isomerism) — definição e aplicação aqui.
- Definição didática: isomeria de ligação ocorre quando um ligante é ambidentado (possui dois átomos diferentes capazes de coordenar, por exemplo
pode ligar como (nitro, via N) ou (nitrito, via O)). - Aplicação ao nosso complexo:
liga somente por nitrogênio (não é ambidentado). liga somente por cloro (também não é ambidentado). Logo NÃO existe isomeria de ligação em . - Exemplo para fixar: um ligante que provoca isomeria de ligação é
(thiocianato) que pode ligar por S ou por N.
Passo 6
Isomeria de ionização (ionization isomerism) — definição e aplicação.
- Definição: ocorre quando, em duas espécies que têm a mesma fórmula global, um ligante pode estar dentro da esfera de coordenação em um isômero e fora (como contra-íon) no outro; ao dissolver, cada isômero libera diferentes íons para a solução, daí o nome.
- Aplicação: o complexo escrito
é neutro (sem contra-íon). Não há nenhum íon fora da esfera para trocar com um coordenado e formar um par diferente. Portanto, como escrito, NÃO há isomeria de ionização. - Observação: isomeria de ionização aparece em pares como
versus ; mas isso exige a presença de íons fora da esfera de coordenação.
Passo 7
Isomeria de coordenação (coordination isomerism) — definição e aplicação.
- Definição: ocorre quando existe mais de um tipo de metal em um composto binuclear ou multinuclear e ligantes podem trocar de um metal para outro, gerando isômeros com diferente distribuição de ligantes entre metais.
- Aplicação aqui: o composto fornecido tem apenas um centro metálico (
), portanto não há como trocar ligantes entre metais diferentes. Logo NÃO existe isomeria de coordenação neste caso.
Passo 8
Isomeria geométrica (geometric/ou estereoquímica) — análise detalhada do caso
octaédrico.
- Para um octaedro com três ligantes A idênticos e três ligantes B idênticos (
), existem dois arranjos geométricos distintos: - fac (facial): as três ligantes iguais ocupam os vértices de uma mesma face triangular do octaedro. Consequência prática: cada par de ligantes idênticos é cis (todos os três A são mutuamente cis entre si; o mesmo vale para os B).
- mer (meridional): as três ligantes iguais estão num plano meridional que atravessa o centro; isto significa que duas das três ligantes idênticas ficam trans entre si e a terceira é cis em relação às outras duas.
- Aplicação ao nosso complexo:
- fac-
: os três (ou, alternativamente, as três ) ocupam uma face; todos os cloretos são cis entre si. - mer-
: duas das são trans entre si e a terceira está cis às duas.
- fac-
- Número de isômeros geométricos: exatamente 2 (fac e mer).
- Isomeria óptica (enantionômica): nem fac nem mer neste caso são quirais — ambos são superponíveis com suas imagens no espelho — portanto NÃO há isomeria óptica para
com ligantes monodentados A e B.
Passo 9
Resumo final e dicas para a prova (curtas e práticas).
- Em provas, para decidir que isomerias são possíveis: identifique primeiro número de coordenação e geometria (aqui: 6 → octaédrica), verifique se há ligantes ambidentados (linkage), se há contra-íons (ionization), se há múltiplos metais (coordination) e então enumere isômeros geométricos baseados na distribuição espacial (fac/mer, cis/trans, etc.).
- Neste caso concreto: só existe isomeria geométrica (fac/mer). Seja confiante: compute o estado de oxidação e o número de coordenação rápido para fundamentar a resposta.
Resposta
Nome: tricloro-triamminecobalto(III) (IUPAC: trichlorotriamminecobalt(III))
Isomeria de ligação: nenhuma.
Isomeria de ionização: nenhuma.
Isomeria de coordenação: nenhuma.
Isomeria geométrica: existem 2 isômeros — fac-