Isomeria e Quiralidade de Complexos Prof. Fernando R. Xavier

UDESC 2015

Histrico

Durante o sculo 19, Werner estudando compostos de

cobalto(III) com amnia e ons cloreto foi capaz de isolar 4

espcies com cores distintas.

Para os dois ltimos casos, um fato intrigante foi observado: Dois compostos com

propriedades fisico-qumicas distintas apresentavam exatamente a mesma

composio qumica.

?

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Fato:

A fmula molecular de um composto de coordenao no fornece informaes

definitivas sobre o arranjo espacial dos ligantes entorno de um centro metlico.

Exemplo: Montar a frmula estrutural do ction complexo

tetraaminobisclorocobalto(III) Um complexo clssico de Werner.

Dois compostos podem ser obtidos partindo-se deste nome!!!

[Co(NH3)4Cl2]+

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Com base na situao anterior, dito que os complexos de Werner com frmula

[Co(NH3)4Cl2]+ so ismeros entre si. Logo, o fenmeno de isomeria pode estar

presente quando uma dada frmula qumica pode apresentar mais de um arranjo

estrutural (plano ou espacial), gerando por consequncia compostos com

propriedades distintas.

Definio:

Os tipos de isomeria mais comuns observados em compostos de coordenao so

os seguintes:

de ligao;

de ionizao

de hidratao

de coordenao

geomtrica

tica

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Resumo:

Ismeros (mesma frmula, diferentes propriedades)

Estruturais (ligaes diferentes)

Espaciais (mesmas ligaes, arranjos diferentes)

De esfera de coordenao

De ligao Geomtricos ticos

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Isomeria de Ligao: Ocorre quando ligantes ambidentados esto presentes no

composto de coordenao.

Exemplo: [Co(NH3)5(NO2)]2+

, NH3(aq)

Nitrito -O (vermelho) Nitrito -N (amarelo)

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Isomeria de Ionizao: Ocorre quando ligantes e contraons presentes em um

composto de coordenao trocam de posio.

Exemplo 1: [Pt(NH3)4Cl2]Br2 e [Pt(NH3)4Br2]Cl2

Exemplo 2: [Cr(NH3)5(SO4)]Br e [Cr(NH3)5Br]SO4

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Isomeria de Hidratao: Ocorre quando um ou mais ligantes aquo so

substitudos pelos contraons.

Exemplo: [Cr(OH2)6]Cl3; [Cr(OH2)5Cl]Cl2 . H2O e [Cr(OH2)4Cl2]Cl . 2H2O

Violeta Verde-claro Verde-escuro

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Isomeria de Coordenao: Ocorre quando diferentes compostos de coordenao

podem ser gerados partindo-se da mesma fmula molecular.

Exemplo: [Co(NH3)6][Cr(CN)6] e [Cr(NH3)6][Co(CN)6]

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Isomeria Geomtrica (N.C. 4):

Considerando os compostos tetracoordenados de platina(II) com ligantes Cl- e NH3

sintetizados por Werner, geometricamente temos duas possibilidades de arranjo

espacial: Tetradrico ou quadrado planar.

Werner isolou dois complexos de cor amarela, no eletrlitos, de frmula

[Pt(NH3)2Cl2], concluindo que se tratavam de espcies quadrado-planares.

cis-[Pt(NH3)2Cl2] C2v

trans-[Pt(NH3)2Cl2] D2h

Para compostos do tipo [MA2B2]

apenas isomeria cis/trans

observada.

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Com trs diferentes tipos de ligantes em um mesmo complexo [MA2BC], a

localizao entre os ligantes do tipo A permitem a localizao das espcies cis e

trans.

cis-[MA2BC]

trans-[MA2BC]

Exemplo: [Pt(NH3)Cl2(PR3)]

cis-[Pt(NH3)Cl2(PR3)]

trans-[Pt(NH3)Cl2(PR3)]

Isomeria Geomtrica (N.C. 4):

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Com os 4 ligantes diferentes entre si em um mesmo complexo ([MABCD]), a

geometria cis/trans especificada com maiores informaes sobre cada espcie.

A-trans-B-[MABCD] A-trans-C-[MABCD] A-trans-D-[MABCD]

Exemplo: [Pt(NH3)BrCl(PR3)]

Br-trans-Cl-[Pt(NH3)BrCl(PR3)]

Br-trans-NH3-[Pt(NH3)BrCl(PR3)]

Br-trans-PR3-[Pt(NH3)BrCl(PR3)]

Isomeria Geomtrica (N.C. 4):

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Isomeria Geomtrica (N.C. 6):

Em complexos octadricos, sistemas do tipo [MA6] ou [MA5B] apresentam apenas

um arranjo geomtrico possvel logo, no so encontrados ismeros.

Entretanto, complexos do tipo [MA4B2] apresentam isomeria cis/trans.

cis-[MA4B2] C2v

trans-[MA4B2] D4h

Exemplo: [CoCl2(en)2]

cis-[CoCl2(en)2] trans-[CoCl2(en)2]

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Isomeria Geomtrica (N.C. 6):

Representao espacial dos complexos cis e trans-[Co(NH3)4Cl2]+.

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Isomeria Geomtrica (N.C. 6):

Em complexos octadricos, sistemas do tipo [MA3B3] apresentam duas

possibilidades: ou os ligantes ficam coordenados de forma perpendicular

(coordenao meridional) ou ocupam uma face do octaedro (coordenao

facial).

mer-[MA3B3] C2v

fac-[MA3B3] C3v

Exemplo: [Co(NH3)3Cl3]

mer-[Co(NH3)3Cl3]

fac-[Co(NH3)3Cl3] 15

Isomeria Geomtrica (N.C. 6):

Em complexos octadricos, sistemas do tipo [MA2B2C2] apresentam uma srie de

ismeros geomtricos.

trans-[MA2B2C2]

trans-A-[MA2B2C2]

trans-B-[MA2B2C2]

trans-C-[MA2B2C2]

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Isomeria Geomtrica (N.C. 6):

Em complexos octadricos, sistemas do tipo [MA2B2CD] ou [MA3B2C] resultam

em vrias possibilidades de isomeria geomtrica.

fac-[Rh(C 2(H)(PMe3)3] mer-cis-

[Rh(C 2(H)(PMe3)3]

mer-trans-[Rh(C 2(H)(PMe3)3]

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Isomeria tica

Molculas que possuem imagens

especulares no-sobreponveis so ditas

quirais e, estas imagens especulares so

classificadas como ismeros ticos ou

opticamente ativos.

Mas como saber se uma molcula

ticamente ativa? Um equipamento

relativamente simples pode revelar tal

fato: O polarmetro.

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Isomeria tica (N.C. 4)

Assim como em qumica orgnica, onde um carbono considerado quiral

quando seus quatro substituintes so diferentes, um composto de coodenao

tetradrico (N.C. 4) tambm quiral se os quatros ligantes de sua esfera de

coordenao forem diferentes sendo suas imagens especulares no-

sobreponveis.

Exemplo: [Cu(L)2]

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Isomeria tica (N.C. 6)

Como visto anteriormente, muitas so as possibilidades de se encontrar ismeros

geomtricos em compostos octadricos. Aliado a isto, dentro de alguns destes

casos alm de ismeros geomtricos, ismeros ticos podem ser encontrados.

cis-[MA2B2C2] cis-[CoCl2(en)2]

[Mn(acac)3]

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