a) Esboce as duas geometrias que descrevem a maioria dos complexos tetracoordenados. Quais os elementos de simetria para cada um considerando todos os ligantes iguais?
b) Para quais destas geometrias é possível a existência de isômeros para os complexos de fórmula MA2 B2 ?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente abordar dois pontos sobre complexos tetracoordenados. Primeiro, queremos identificar e desenhar as duas principais geometrias que esses complexos podem ter, e depois entender quais elementos de simetria cada uma possui quando todos os ligantes são iguais. Além disso, na parte b, precisamos descobrir em quais dessas geometrias é possível ter isômeros para complexos com a fórmula MA2B2. Vamos precisar de conceitos de geometria de coordenação e simetria molecular para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre as geometrias que os complexos tetracoordenados podem ter. “Tetracoordenado” significa que o metal central está ligado a quatro ligantes. As duas geometrias mais comuns para esse tipo de complexo são:
  1. Geometria Tetraédrica: Aqui, os quatro ligantes estão posicionados nos vértices de um tetraedro regular. É como um pirâmide com uma base triangular.
  2. Geometria Quadrada Planar: Nessa configuração, os quatro ligantes estão todos no mesmo plano, formando um quadrado.
Vamos desenhar essas duas geometrias para visualizar melhor.

Passo 3

Geometria Tetraédrica:
Imagine um tetraedro, que tem quatro faces triangulares. O metal central está no centro, e os quatro ligantes estão nos vértices. Todos os ângulos entre os ligantes são iguais, de aproximadamente 109,5 graus.
Geometria Quadrada Planar:
Aqui, pense em um quadrado. O metal central está no centro do quadrado, e os quatro ligantes estão nos quatro cantos. Todos os ângulos entre os ligantes são de 90 graus.

Passo 4

Agora, vamos analisar os elementos de simetria de cada geometria quando todos os ligantes são iguais.
Tetraédrica:
  • Eixo de rotação: Existem várias; por exemplo, um eixo que passa por um vértice e o centro da face oposta, com rotação de 120 graus.
  • Plano de simetria: Existem planos que passam por dois vértices e o centro.
  • Centro de inversão: Sim, há um ponto central pelo qual todas as partes são simétricas.
Quadrada Planar:
  • Eixo de rotação: Há um eixo que passa pelo centro e é paralelo aos lados do quadrado com rotação de 90 graus.
  • Plano de simetria: Existem planos que dividem o quadrado ao meio, tanto vertical quanto horizontalmente.
  • Centro de inversão: Também presente, semelhante ao tetraédrico.

Passo 5

Passando para a parte b do exercício, queremos saber em quais dessas geometrias é possível existir isômeros para complexos com a fórmula MA2B2.
Isomeria ocorre quando existem moléculas com a mesma fórmula molecular, mas arranjos diferentes dos átomos no espaço.
  • Tetraédrica:
    • Sim, é possível ter isômeros geométricos. Podemos ter os ligantes A opostos (isômero trans) ou adjacentes (isômero cis).
  • Quadrada Planar:
    • Também é possível ter isômeros cis e trans aqui, dependendo de como os ligantes A e B estão posicionados no plano.

Resposta

Para complexos tetracoordenados, as duas geometrias mais comuns são a Tetraédrica e a Quadrada Planar, cada uma com seus respectivos elementos de simetria. Além disso, ambas as geometrias permitem a existência de isômeros para complexos da fórmula MA2B2.

Exercícios relacionados