Os complexos abaixo podem apresentar algum tipo de isomeria espacial? Se sim, de quais tipos e quantos isômeros? Considere M um metal genérico e A, B, C e D como ligantes monodentados quaisquer.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. A gente tem um complexo químico na forma
, onde:
- M é um metal qualquer.
- A e B são ligantes monodentados (ou seja, ligantes que se ligam ao metal em apenas um ponto).
A pergunta é: esse complexo pode ter isomeria espacial? Se sim, de que tipos e quantos isômeros existem?
Para resolver isso, vamos precisar entender:
- O que é isomeria espacial.
- Os diferentes tipos de isomeria espacial que podem ocorrer em complexos de coordenação.
- Como identificar e contar os isômeros possíveis nesse caso específico.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é isomeria espacial. Isomeria espacial ocorre quando os átomos ou grupos ligados a um átomo central estão organizados de maneira diferente no espaço, mesmo que a composição química seja a mesma. Isso significa que os isômeros têm a mesma fórmula molecular, mas estruturas diferentes.
Existem dois principais tipos de isomeria espacial em complexos de coordenação:
- Isomeria geométrica (cis-trans): Ocorre em complexos onde a disposição dos ligantes pode variar em relação a um plano ou eixo de simetria.
- Isomeria óptica: Envolve a existência de isômeros que são imagens especulares não sobreponíveis um do outro.
Passo 3
Vamos focar na isomeria geométrica, já que ela é a mais comum em complexos com essa fórmula.
Para o complexo
, temos quatro ligantes ao redor do metal central. Dependendo da geometria do complexo, podemos ter diferentes arranjos dos ligantes A e B.
Existem duas geometrias principais para considerar:
- Quadrado planar: Onde os quatro ligantes estão todos no mesmo plano formando um quadrado.
- Octaédrica: Geralmente com seis ligantes, mas podemos considerar uma disposição onde quatro ligantes estão no plano e outros dois estão acima e abaixo desse plano.
No caso de
, a geometria mais comum é a quadrado planar.
Passo 4
Na geometria quadrado planar, os isômeros possíveis são:
-
Isômero cis: Os ligantes iguais estão lado a lado. Por exemplo, os dois ligantes A estão adjacentes um ao outro, e os dois ligantes B também estão adjacentes.
-
Isômero trans: Os ligantes iguais estão opostos um ao outro. Por exemplo, os dois ligantes A estão em posições diametralmente opostas, e os dois ligantes B também estão opostos.
Esses dois arranjos são distintos e não podem ser convertidos um no outro sem quebrar as ligações químicas, o que significa que são isômeros diferentes.
Passo 5
Agora, vamos contar quantos isômeros existem:
- Cis: 1 isômero
- Trans: 1 isômero
Portanto, no total, temos dois isômeros geométricos para o complexo
.
Resposta
Sim, o complexo
pode apresentar isomeria geométrica, possuindo dois isômeros: o isômero cis e o isômero trans.
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A análise das coordenadas x, y e z de cada átomo em
dá a seguinte representação:
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1 | 1 | 1 |
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1 | 1 | -1 |
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2 | -1 | 0 |
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Quais modos vibracionais são ativos no infravermelho?
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