Questão 3) Indique quais os tipos de isomerismo são possíveis para os complexos com as seguintes fórmulas moleculares:
Passo 1
O enunciado dá a fórmula molecular
e pede que eu indique quais tipos de isomerismo são possíveis para os complexos com essa composição.
Informações relevantes fornecidas:
Informações relevantes fornecidas:
- Fórmula:
. - Não há figura adicional.
Pergunta clara: quais tipos de isomerismo (geométrico, óptico, ionização, ligação, etc.) são possíveis para esse composto?
Passo 2
Interpretando a fórmula como um composto iônico típico de coordenação, a escrita corresponde ao sal
ou seja, o cátion coordenado é
e o ânion externo é
. Vou checar o estado de oxidação do cobalto para ter certeza da carga do cátion: seja
o estado de oxidação de
. Como
é neutro e
tem carga
, temos
portanto
Logo o cátion é
e o sal neutro é
. (Essa é a interpretação clássica.)
Passo 3
Vou analisar a geometria e a possibilidade de isomerismo geométrico (cis/trans etc.). O complexo tem seis sítios de coordenação: cinco ligantes
idênticos e um ligante diferente
. Em um octaedro, quando apenas um ligante é diferente e os outros cinco são idênticos, todas as posições do ligante único são equivalentes por rotação do octaedro — não existem arranjos distintos que não possam ser sobrepostos por rotação. Portanto NÃO há isomeria geométrica (cis/trans) neste caso.
Passo 4
Agora a isomeria óptica (enantiomorfismo). Para um complexo octaédrico ser óptico ele precisa ser assimétrico (sem plano ou centro de simetria) — por exemplo,
é um caso famoso que pode ser óptico. No nosso complexo, com cinco ligantes idênticos e um diferente, há planos de simetria ou um eixo que permite sobrepor a imagem especular: a presença de cinco
iguais “equilibra” o arranjo e torna o complexo superponível à sua imagem especular. Logo NÃO há isomeria óptica.
Passo 5
Isomeria de ionização (isomeria de iões): definição rápida — são isômeros que diferem por quais espécies estão dentro da esfera de coordenação e quais são contra-íons externos. No caso em questão, uma isomeria clássica é trocar quem está coordenado com quem está fora da esfera: temos o par de isômeros
No primeiro,
está ligado ao metal e
é contra-íon. No segundo, uma ou mais oxigênios do
atuam como ligante (monodentado nesse arranjo) e
fica como contra-íon. Para checar a coerência de cargas no segundo isômero: se
é
e
ligado como
, a carga do cátion coordenado é
, que é compensada pelo
. Portanto a troca é plausível e corresponde exatamente à isomeria de ionização clássica de compostos de Werner.
Passo 6
Isomeria de ligação (linkage isomerism): isso requer ligantes ambidentados (ligantes que podem se ligar por dois átomos diferentes, por ex.
pode se ligar por N ou por O). Aqui os ligantes presentes são
(liga por N),
(liga por Br) e
(normalmente liga por oxigênios).
não é um ligante ambidentado na prática (não existe uma alternativa comum como ligar por S neste tipo de complexo), portanto NÃO há isomeria de ligação. Também não se aplica isomeria de coordenação (que envolve troca entre dois metais) aqui.
Passo 7
Resumo didático e conclusão: a única isomeria relevante que esse conjunto pode apresentar é a isomeria de ionização (troca entre ligante interno e contra-íon). Não existem isômeros geométricos nem ópticos nem de ligação para a fórmula dada.
Resposta
Isomeria de ionização: sim —
Isomeria geométrica: não
Isomeria óptica: não
Isomeria de ligação: não
Isomeria geométrica: não
Isomeria óptica: não
Isomeria de ligação: não