Questão 8) Quais dos complexos são quirais? Vale lembrar que se um complexo tem um plano de espelhamento ou centro de inversão, ele não pode ser quiral.
\mathrm{Cr}(\mathrm{edta})^{-}\

Passo 1

O enunciado pergunta se o complexo \mathrm{Cr}(\mathrm{edta})^{-} é quiral.
Informações dadas (explicitamente): o complexo considerado é \mathrm{Cr}(\mathrm{edta})^{-}.
Pergunta a responder: “Quais dos complexos são quirais?” — aqui há só um complexo listado, então preciso decidir se \mathrm{Cr}(\mathrm{edta})^{-} é quiral (ópticamente ativo, sem planos de simetria nem centro de inversão) ou não.

Passo 2

O que significa “quiral” no contexto de complexos de coordenação (aula curta e direta).
  • Um objeto (ou complexo) é quiral se a sua imagem no espelho não é sobreponível a ele mesmo. Em química de coordenação, isso costuma significar que não existe nenhum elemento de simetria impropriamente orientador que faça a operação espelho transformar o complexo em si.
  • Elementos de simetria que automaticamente impedem quiralidade: um plano de espelhamento \sigma, um centro de inversão i, ou qualquer eixo de rotação-impropria S_n. Se qualquer um desses existir no complexo, ele é aquiral (não quiral).
  • Exemplos rápidos para fixar a ideia: \:[\mathrm{Co}(\mathrm{en})_3]^{3+} é quiral (tem isômeros \Delta e \Lambda) porque não há plano de espelho nem centro de inversão que sobreponha a imagem ao original; já um octaedro perfeitamente trans-simétrico com um plano que corta ao meio será aquiral.

Passo 3

Identificar a geometria de \mathrm{Cr}(\mathrm{edta})^{-}.
  • O íon \mathrm{Cr}^{3+} em complexos com ligantes hexadentatos como o \mathrm{edta}^{4-} costuma coordenar em geometria octaédrica (seis átomos doadores ao redor do metal).
  • O ligante edta (ácido etilenodiamino tetra-acético) é hexadentato: fornece 2 átomos N (do grupo etilenodiamina) e 4 átomos O (das quatro carboxilatos), totalizando 6 átomos doadores que ocupam as seis posições do octaedro ao redor do Cr. Logo, estamos tratando de um complexo octaédrico com um único ligante que “envolve” o metal.

Passo 4

Como o edta se liga e qual é a consequência geométrica (explicação passo a passo).
  • Imagine as seis posições coordenativas do octaedro rotuladas como pares trans: (1 trans 4), (2 trans 5), (3 trans 6). O edta, por ser um único ligante de cadeia flexível, geralmente ocupa todas essas posições de modo que os dois N fiquem aproximadamente trans entre si (opostos) e as quatro O também formem dois pares trans.
  • A cadeia do edta tem uma simetria interna: é constituída por duas metades ligadas pelo grupo etileno -\mathrm{CH}_2\!-\mathrm{CH}_2- entre os dois N. Quando o edta se fecha em volta do metal em uma conformação típica, essa cadeia pode ser disposta de maneira que exista um plano que contenha o metal e bisseta a cadeia etileno, mapeando uma metade da cadeia na outra metade.

Passo 5

Identificar explicitamente o(s) elemento(s) de simetria que tornam o complexo aquiral.
  • Há um plano de espelhamento \sigma que passa pelo centro do metal e que contém o eixo que liga os dois N (o eixo N–Cr–N). Esse plano troca uma das metades da cadeia edta pela outra metade: cada oxigênio carboxilato e seu parceiro do outro lado são mapeados um no outro. Em outras palavras, todos os seis átomos doadores são pareados por reflexão no plano; as posições dos doadores são imagens umas das outras pelo \sigma.
  • Como existe esse plano de espelhamento \sigma, o complexo não pode ser quiral. (Lembre que a presença de qualquer plano \sigma implica aquiralidade.)

Passo 6

Resposta alternativa e comparação pedagógica (por que isso difere de um complexo realmente quiral).
  • Em complexos como \:[\mathrm{Co}(\mathrm{en})_3]^{3+}, o metal é cercado por três ligantes bidentados equivalentes dispostos em forma de “hélice” que não pode ser refletida em um plano para coincidir com a original — daí surgem os enantiômeros \Delta e \Lambda.
  • No caso do edta, a presença de uma única cadeia hexadentada com a simetria de reflexão descrita impede a formação de uma hélice quiral permanente; a reflexão retorna o complexo sobre si mesmo. Mesmo que o ligante seja flexível, a conformação mais estável costuma ser aquela com o plano de simetria, então não há atividade óptica.

Passo 7

Resumo final do raciocínio (recapitulando de maneira prática para usar na prova).
  • Passo prático para aplicar na prova: identificar número de doadores e geometria (aqui: 6 → octaedro); verificar se existe plano de espelho \sigma que troque metades equivalentes do ligante (aqui: plano contendo N–Cr–N e bissetando a cadeia do edta); se esse plano existe, concluir aquiralidade.
  • Aplicando isso a \mathrm{Cr}(\mathrm{edta})^{-} chega-se diretamente à conclusão: existe um plano de espelho que mapeia a metade esquerda do ligante na metade direita → aquiral.

Resposta

Não; \mathrm{Cr}(\mathrm{edta})^{-} é aquiral.

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