A oxidação pelo ar de sais de cobalto(II) em uma solução contendo amônia e nitrito de sódio permite o isolamento do sólido amarelo
, cuja solução não é condutora. O tratamento desta solução com HCl forma um complexo que, após uma série de reações posteriores, pode ser identificado como sendo o trans-
. Para preparar o cis
foi necessária uma rota inteiramente diferente. A substância amarela é fac ou mer? Qual critério você usou para chegar a esta conclusão?
Passo 1
Beleza, vamos lá. O enunciado diz que, ao oxidar sais de Co(II) em presença de NH₃ e NO₂⁻, a gente isola um sólido amarelo neutro, [Co(NO₂)₃(NH₃)₃], cuja solução não conduz eletricidade. Tratando com HCl e mexendo um pouco, chega-se a um complexo trans-[CoCl₂(NH₃)₃(OH₂)]⁺. Se a gente quisesse o cis-[CoCl₂(NH₃)₃(OH₂)]⁺ teve que usar outra rota. A pergunta: o amarelinho [Co(NO₂)₃(NH₃)₃] é fac ou mer? E qual critério usamos pra ter certeza?
Conteúdo: isomeria em compostos de coordenação octaédricos ML₃L₃′ (aqui L = NO₂, L′ = NH₃). Vamos precisar entender o que são isômeros faciais (fac) e meridionais (mer) e como as reações de substituição conservam a relação espacial entre ligantes.
Conteúdo: isomeria em compostos de coordenação octaédricos ML₃L₃′ (aqui L = NO₂, L′ = NH₃). Vamos precisar entender o que são isômeros faciais (fac) e meridionais (mer) e como as reações de substituição conservam a relação espacial entre ligantes.
Passo 2
Teoria básica de fac × mer em ML₃L₃′:
- fac (facial): os três ligantes iguais (digamos NO₂) ocupam um mesmo “triângulo” (face) do octaedro e ficam todos mutuamente cis (ângulo de 90° entre cada par).
- mer (meridional): os três ligantes iguais ficam num “meio-círculo” (meridiano), ou seja, dois deles ficam trans (180°) e cada um desses é cis ao terceiro.
Desenho mental:
• fac → NO₂ em 3 vértices de um triângulo
• mer → NO₂ em linha “curvada” passando por cima, lado e baixo, gerando um par trans
• fac → NO₂ em 3 vértices de um triângulo
• mer → NO₂ em linha “curvada” passando por cima, lado e baixo, gerando um par trans
Passo 3
Na prática, quando você trata [Co(NO₂)₃(NH₃)₃] com HCl, os ligantes NO₂ vão saindo e entram Cl⁻ ou H₂O. No produto final a gente vê que há dois Cl trans entre si: trans-[CoCl₂(NH₃)₃(OH₂)]⁺.
Como as substituições em complexos octaédricos geralmente mantêm o arranjo relativo original (retenção de configuração nos sítios), os dois NO₂ que viraram Cl originalmente já estavam trans no [Co(NO₂)₃(NH₃)₃]. Mas isso só acontece no isômero mer, pois no fac não há par trans entre duas posições de NO₂.
Como as substituições em complexos octaédricos geralmente mantêm o arranjo relativo original (retenção de configuração nos sítios), os dois NO₂ que viraram Cl originalmente já estavam trans no [Co(NO₂)₃(NH₃)₃]. Mas isso só acontece no isômero mer, pois no fac não há par trans entre duas posições de NO₂.
Passo 4
Portanto o amarelinho é o isômero meridional. A evidência é justamente o produto trans após substituir dois NO₂ por Cl: só um arranjo mer coloca dois ligantes iguais trans para depois virarem Cl trans.
Resposta
A substância amarela é o isômero mer. Critério: a observação de que, na substituição por Cl⁻, surgem dois Cl em posições trans, o que só ocorre se os NO₂ originais já estivessem trans (configuração mer).