a) Esboce as duas estruturas que descrevem a maioria dos complexos tetracoordenados. Quais os elementos de simetria para cada um considerando todos os ligantes iguais?
b) Para quais destas estruturas é possível a existência de isômeros para os complexos de fórmula
?
b) Para quais destas estruturas é possível a existência de isômeros para os complexos de fórmula
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre complexos tetracoordenados! A primeira parte pede para esboçarmos as duas estruturas mais comuns desses complexos e identificar os elementos de simetria quando todos os ligantes são iguais. Na segunda parte, precisamos descobrir para quais dessas estruturas é possível ter isômeros no caso de complexos com a fórmula
.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre as estruturas tetracoordenadas. Existem duas principais: a estrutura tetraédrica e a estrutura quadrada plana.
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Tetraédrica: Imagina um tetraedro, como uma pirâmide com quatro faces triangulares. Nesse arranjo, o metal central está no centro e os quatro ligantes estão nos vértices do tetraedro.
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Quadrada plana: Aqui, os quatro ligantes estão dispostos nos cantos de um quadrado, todos na mesma plano, com o metal central no centro do quadrado.
Passo 3
Agora, vamos identificar os elementos de simetria para cada estrutura quando todos os ligantes são iguais:
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Tetraédrica:
- Eixo de rotação: Três eixos de rotação de 2 unidades (180°) passando por pares de vértices opostos.
- Planos de simetria: Seis planos de simetria, cada um passando por dois vértices e a metade do lado oposto.
- Centro de inversão: Sim, o centro do tetraedro é um ponto de inversão.
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Quadrada plana:
- Eixo de rotação: Um eixo de rotação de 4 unidades (90°) perpendicular ao plano, e dois eixos de 2 unidades no plano.
- Planos de simetria: Quatro planos de simetria – dois diagonais e dois que passam pelos lados.
- Centro de inversão: Sim, o centro do quadrado também é um ponto de inversão.
Passo 4
Vamos para a parte b) sobre isomeria. A fórmula
sugere que temos dois ligantes do tipo A e dois do tipo B. Vamos analisar cada estrutura:
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Tetraédrica:
- Aqui, os ligantes A e B podem estar dispostos de forma que não é possível superpor as imagens espelhadas (isômeros gémeos ou enantiômeros). Portanto, a estrutura tetraédrica permite isomeria.
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Quadrada plana:
- Neste caso, os ligantes A e B podem estar na posição cis (adjacentes) ou trans (opostos). Isso resulta em dois isômeros distintos (cis e trans).
Resposta
a) As duas estruturas mais comuns dos complexos tetracoordenados são a estrutura tetraédrica e a estrutura quadrada plana. Para a estrutura tetraédrica, os elementos de simetria incluem três eixos de rotação de 2 unidades, seis planos de simetria e um centro de inversão. Já na estrutura quadrada plana, temos um eixo de rotação de 4 unidades, dois eixos de rotação de 2 unidades, quatro planos de simetria e também um centro de inversão.
b) Tanto a estrutura tetraédrica quanto a quadrada plana permitem a existência de isômeros para complexos com a fórmula
. Na estrutura tetraédrica, podem existir isômeros enantioméricos, enquanto na estrutura quadrada plana, podem ocorrer isômeros cis e trans.