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 MA2 B2 ?

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 MA2 B2.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre as estruturas tetracoordenadas. Existem duas principais: a estrutura tetraédrica e a estrutura quadrada plana.
  • 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.
  • 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:
  • 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.
  • 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 MA2 B2 sugere que temos dois ligantes do tipo A e dois do tipo B. Vamos analisar cada estrutura:
  • 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.
  • 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 MA2 B2. Na estrutura tetraédrica, podem existir isômeros enantioméricos, enquanto na estrutura quadrada plana, podem ocorrer isômeros cis e trans.

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