Quais dos seguintes complexos:
são quirais?
Passo 1
O enunciado pede: identificar quais dos complexos abaixo são quirais (ou seja, possuem enantiômeros não sobreponíveis):
Informações relevantes fornecidas (lista direta dos complexos; não há números nem imagens adicionais).
Passo 2
O que significa “quiral” — um mini-aula rápida e prática.
- Dizemos que uma espécie é quirAL quando sua imagem no espelho não é sobreponível com a própria molécula; em termos de simetria, uma molécula é quiral se e somente se ela NÃO possui nenhum elemento de simetria de reflexão (
) nem nenhum eixo de rotação-reflexão impróprio ( ). Em linguagem simples: se houver um plano de simetria ou um centro de inversão ou um eixo , a molécula é aquiral. - Em química de coordenação (complexos metálicos), a quiralidade costuma aparecer quando um arranjo de ligantes forma uma hélice (duas formas: mão direita
e mão esquerda ) ou quando os ligantes criam um ambiente assimétrico sem planos ou centros de simetria. - Exemplos concretos que ajudam a fixar:
-
(onde etilenodiamina, um ligante bidentado) é clássico: três ligantes bidentados formam uma estrutura tipo “hélice” e existem dois enantiômeros e . Logo, é quiral. - Um complexo quadrado-planar com substituintes iguais na mesma disposição costuma ter um plano de simetria e ser aquiral (mas há exceções quando as ligações e ligantes criam assimetria rígida).
-
Passo 3
Análise de
.
- Primeiro identificar geometria e denticidade dos ligantes:
-
(2,2’-bipiridina) é um ligante bidentado; três dessas ligam ao Ru formando um octaedro com três pares de doadores bidentados.
-
- Por que isso gera quiralidade:
- Três ligantes bidentados idênticos ao redor de um centro octaédrico podem enrolar formando uma hélice (estrutura propeller-like). Há duas formas helicoidais não sobreponíveis:
(mão direita) e (mão esquerda). - Não existe um plano de simetria que transforme uma hélice direita na esquerda, nem um centro de inversão; portanto não há elementos de simetria que tornem a estrutura sobreponível com sua imagem.
- Três ligantes bidentados idênticos ao redor de um centro octaédrico podem enrolar formando uma hélice (estrutura propeller-like). Há duas formas helicoidais não sobreponíveis:
- Conclusão para este item:
é quiral (existem isômeros ópticos e ). Este é um exemplo clássico de complexos quirais na prova — memorize!
Passo 4
Análise de
.
- Identificar o ligante e a geometria:
-
(EDTA, etilenodiamino-tetracetato) é um ligante hexadentado (fornece nitrogênios e oxigênios carboxilato), e o complexo resultante é tipicamente octaédrico ao redor do metal .
-
- Intuição geométrica:
- Mesmo que
seja uma única molécula (não três ligantes iguais), a forma como ela “abraça” o metal pode formar uma envoltura helicoidal — a cadeia do edta pode enrolar-se em torno do metal de duas maneiras possíveis, que são imagens uma da outra no espelho mas não sobreponíveis.
- Mesmo que
- Comentário sobre simetria:
- Apesar de o ligante edta ser, por si só, uma molécula “achiral” quando livre, a coordenação hexadentada pode eliminar planos de simetria ou centros de inversão no complexo formado; assim surgem dois enantiômeros
e .
- Apesar de o ligante edta ser, por si só, uma molécula “achiral” quando livre, a coordenação hexadentada pode eliminar planos de simetria ou centros de inversão no complexo formado; assim surgem dois enantiômeros
- Observação prática (útil na prova): muitos complexos
(M = metal de coordenação octaédrica, especialmente em estados que favoreçam geometria octaédrica rígida) são cristalizados como pares enantioméricos; a quiralidade decorre do “enrolamento” do edta. - Conclusão para este item:
é quiral (existe envoltório helicoidal que gera enantiômeros e ).
Passo 5
Análise de
.
- Identificar geometria e denticidade:
-
dietilenotriamina é um ligante tridentado (três nitrogênios). Platina no estado costuma formar geometria quadrado-planar (coordenação 4). - Assim, no complexo
temos um arranjo quadrado-planar em que ocupa três posições adjacentes e ocupa a quarta.
-
- Verificação de simetria e motivo de aquiralidade:
- Numa configuração quadrado-planar com um ligante tridentado e um monodentado, existe tipicamente um plano de simetria que contém o átomo de Pt e que passa por parte da cadeia do ligante e pelo átomo de Cl. Esse plano reflete a estrutura sobre si mesma; portanto a imagem no espelho é sobreponível com a molécula original.
- Outra maneira de ver: a coordenação tridentada de
numa superfície plana normalmente deixa uma configuração que tem pelo menos um elemento de reflexão (ou um eixo perpendicular ao plano que, combinado com a reflexão, caracteriza aquiralidade). Em termos práticos de prova: complexos quadrado-planares raramente são quirais a não ser em arranjos muito específicos (por exemplo, ligantes todos diferentes em posições que removem planos de simetria).
- Conclusão para este item:
é aquiral (possui plano de simetria — não há enantiômeros).
Passo 6
Resumo final do raciocínio (um chequinho motivador): dois dos três complexos formam envoltórios/helices ao redor do metal (três ligantes bidentados em
e o ligante hexadentado em
), gerando enantiômeros
; o complexo quadrado-planar com ligante tridentado mais um monodentado mantém um plano de simetria, então é aquiral. Respira — esses tipos de identificação aparecem muito em prova: olhar denticidade + geometria + presença/ausência de planos de simetria é a receita.