Escreva fórmulas estruturais para os seguintes complexos.
(b) triamintri(nitrito-N)cobalto(III) - geometria octaédrica
(b) triamintri(nitrito-N)cobalto(III) - geometria octaédrica
Passo 1
O enunciado pede a fórmula(s) estrutural(is) para o complexo chamado “triamintri(nitrito-N)cobalto(III)” com geometria octaédrica. Vou listar claramente o que isso significa e as informações importantes fornecidas pelo nome:
- “triamin” indica três ligantes amônia, ou seja três moléculas de
(ligantes neutros). - “tri(nitrito-N)” indica três ligantes nitrito coordenados pelo átomo de nitrogênio (ou seja, nitrito ligado via N, frequentemente escrito “nitrito-N” ou “N-bonded nitrito”). O anião nitrito é
. - “cobalto(III)” indica que o metal central é
no estado de oxidação , ou seja . - “geometria octaédrica” indica que o centro metálico está rodeado por seis ligantes em arranjo octaédrico (seis posições de coordenação).
As perguntas implícitas que vou responder: qual é a fórmula do complexo; como são as ligações (nitrito ligado por N); quais estruturas possíveis existem em octaedro (isomeria fac/mer) e como desenhar cada uma.
Passo 2
Entender a natureza e carga dos ligantes (aqui é essencial para determinar carga total e para saber como representá-los).
-
é um ligante neutro (sem carga), doa um par de elétrons pelo nitrogênio. -
(nitrito) é um ligante aniônico de carga . Quando indicado “nitrito-N” significa que o átomo doador que se liga ao metal é o nitrogênio do grupo . - Metal:
.
Vou mostrar a contagem de cargas para conferir a carga global do complexo:
Portanto o complexo é neutro e pode ser escrito sem carga externa:
.
Passo 3
Explicar o que é “nitrito-N” e como representá-lo estruturalmente.
- O íon nitrito tem duas formas de coordenação comuns: ligado pelo oxigénio (O-bonded, chamado nitrito-O ou nitro) ou ligado pelo nitrogénio (N-bonded, chamado nitrito-N). No nome do enunciado está explicitamente “nitrito-N”, então cada
está ligado ao Co através do átomo de nitrogénio. - Para indicar isso textualmente costuma-se escrever algo como
ou “NO2 (ligado via N)”. Em fórmulas de ligação é comum anotar ou simplesmente especificar no nome “nitrito-N”. Nas representações de estrutura de coordenação, é útil indicar a ligação N→Co (seta coordenada) ou apenas colocar do nitrito conectado ao Co.
Passo 4
Descrição da geometria octaédrica e da isomeria possível para um complexo do tipo
(aqui
,
,
).
- Num octaedro com três ligantes do tipo
e três do tipo , existem dois arranjos geométricos distintos estereoisoméricos: fac (facial) e mer (meridional). - fac: as três ligantes idênticas ocupam os vértices de uma mesma face triangular do octaedro; cada par dessas três está em posição cis (entre si).
- mer: as três ligantes idênticas ficam em posições que formam um meridiano — duas delas são trans entre si e a terceira é cis a ambas.
- Esses dois arranjos são estereoisômeros isoláveis (se as condições permitirem).
Passo 5
Como desenhar estruturalmente (representação esquemática) os dois isômeros fac e mer para
, lembrando que cada
está ligado por N ao Co (vou indicar explicitamente “N-bonded” nas etiquetas).
- Convenção simples de desenho: colocar
no centro e posicionar seis ligantes ao redor; para clareza, usar rótulos indicando se o ligante é ou .
Passo 6
Desenho esquemático do isômero fac (facial).
- No isômero fac as três
estão todas mutuamente cis, formando uma face triangular do octaedro. Uma representação textual (esquemática) é:
fac-[Co(NH3)3(NO2)3]:
NH3
|
NH3— Co — NO2 (N-bonded)
|
NO2 (N-bonded)
NH3
|
NH3— Co — NO2 (N-bonded)
|
NO2 (N-bonded)
Explicação do esquema:
- Os três NH3 (um acima e dois adjacentes no plano) são todos cis entre si.
- Os três
(indicado como “NO2 (N-bonded)”) ocupam as três posições restantes da face oposta; cada nitrito está ligado pelo N ao Co.
(Observação: esse desenho é esquemático — serve para ver quais ligantes são cis/trans; em desenhos químicos formais desenhar-se-ia um octaedro com os três NH3 em uma face e os três NO2 na face oposta.)
Passo 7
Desenho esquemático do isômero mer (meridional).
- No isômero mer duas das
são trans entre si e a terceira fica cis a essas duas; os ajustam-se complementarmente. Uma representação textual possível:
mer-[Co(NH3)3(NO2)3]:
NH3
|
NO2— Co — NH3
|
NO2
(com o terceiro NH3 localizado no plano perpendicular, trans a um dos NO2; esquematicamente pode-se também representar:)
NH3
|
NO2— Co — NH3
|
NO2
(com o terceiro NH3 localizado no plano perpendicular, trans a um dos NO2; esquematicamente pode-se também representar:)
NO2 (N)
|
NH3—Co—NH3
|
NO2 (N)
|
NH3—Co—NH3
|
NO2 (N)
Explicação do esquema:
- Aqui há um par de
em posições trans; a terceira está em posição cis a ambas, formando um meridiano ao redor do metal. - Os
ocupam as posições restantes, com alguns deles trans entre si dependendo da orientação.
Passo 8
Resumo prático para a prova — como escrever rapidamente:
- A fórmula de composição é
. - Especifique no desenho que cada
está ligado via N (escreva “NO2 (N-bonded)” ou “nitrito-N”). - Indique que existem dois isômeros octaédricos importantes: fac-[Co(NH3)3(NO2)3] e mer-[Co(NH3)3(NO2)3], e desenhe-os mostrando quais ligantes são cis ou trans entre si (para fac: as três
são todas cis; para mer: há um par trans de ).
Resposta
Fórmula do complexo:
(complexo neutro, com
ligado por N, ou seja nitrito-N).
Isômeros possíveis (geometria octaédrica):
fac- — três
mutuamente cis (ocupam uma face triangular); nitrito indicado como “NO2 (N-bonded)”.
fac-
mer-
— duas
trans entre si e a terceira cis a ambas; nitrito indicado como “NO2 (N-bonded)”.