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{Pt}(\mathrm{dien}) \mathrm{Cl}^{+})

Passo 1

O enunciado pergunta se o complexo [\mathrm{Pt}(\mathrm{dien})\mathrm{Cl}]^{+} é quiral. Informações dadas e relevantes:
  • O complexo contém \mathrm{Pt} ligado a \mathrm{dien} (diethylenetriamine, um ligante neutr o tridentado \mathrm{N}-\mathrm{N}-\mathrm{N}) e a um \mathrm{Cl}^{-} monodentado, com carga global \,^{+}.
  • Não há outras espécies na pergunta.
  • Lembrete do enunciado: se o complexo tem um plano de espelhamento ou centro de inversão, ele não pode ser quiral.

Passo 2

Identificar a geometria e como o ligante se prende:
  • \mathrm{Pt} com quatro doadores (três N do \mathrm{dien} + 1 Cl) normalmente forma geometria quadrada plana (square planar), típico de \mathrm{Pt(II)} ou metais d^8. Aqui basta saber que são quatro sítios no mesmo plano.
  • O ligante \mathrm{dien} é tridentado: ele ocupa três sítios adjacentes do quadrado (vamos chamar os quatro sítios sequencialmente de 1,2,3,4 no sentido horário). O \mathrm{dien} liga em 1,2,3 e o \mathrm{Cl} ocupa o sítio 4. Assim o \mathrm{Cl} fica trans (oposto) ao átomo de N central do \mathrm{dien}.

Passo 3

O que significa ser quiral num complexo e como testar:
  • Um objeto é quiral se não é sobreponível à sua imagem no espelho; em termos de elementos de simetria moleculares, a presença de um plano de espelho ( \sigma) ou de um centro de inversão ( i) ou de um eixo de rotação impróprio ( S_n) impede quiralidade.
  • Para testar, procure um elemento de simetria óbvio que leve a molécula em si mesma: se existir um plano que reflita metade da molécula na outra metade (trocando grupos idênticos), a molécula é achiral.

Passo 4

Aplicando o teste ao [\mathrm{Pt}(\mathrm{dien})\mathrm{Cl}]^{+}:
  • No arranjo descrito (sítios 1–4 no plano), o N central do \mathrm{dien} ocupa o sítio que é trans ao \mathrm{Cl}. Existe, então, um plano que contém o átomo de Pt, o \mathrm{Cl} e o N central, e que bisseta o sistema passando entre os dois braços terminais do \mathrm{dien}.
  • Esse plano de espelhamento troca os dois braços terminais do \mathrm{dien} (os dois extremos \mathrm{NH_2}), mas esses braços são idênticos quimicamente no ligante \mathrm{dien}. Portanto a reflexão mapeia a molécula sobre si mesma.
  • Como há esse plano de espelhamento ( \sigma), a molécula não pode ser quiral. (Não precisamos nem procurar um centro de inversão; um plano de espelho já é suficiente para concluir achiralidade.)

Passo 5

Observação didática e intuição:
  • Mesmo que o ligante \mathrm{dien} seja flexível e possa adotar conformações, a conformação ligada que coloca o N central trans ao \mathrm{Cl} permite a existência do plano de espelho descrito.
  • Se os dois braços terminais do ligante fossem diferentes (por exemplo, se um dos grupos terminais fosse substituído por outro substituinte), esse plano poderia desaparecer e o complexo poderia tornar-se quiral. Um exemplo conhecido de complexo quiral por causa de encaixe de ligantes tridentados é diferente de [\mathrm{Pt}(\mathrm{dien})\mathrm{Cl}]^{+}; já complexes do tipo [\mathrm{Co(en)}_3]^{3+} (onde \mathrm{en} é etilenodiamina bidentado) são quimicamente quiral porque não existe plano que mapeie os três ligantes simultaneamente.

Resposta

Não é quiral — possui um plano de espelhamento.

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