aula 2 Isomeria_e_Quiralidade_de_Complexos

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Isomeria e Quiralidade de Complexos 
Prof. Fernando R. Xavier 
UDESC 2013 
Histórico 
 Durante o século 19, Werner estudando compostos de 
cobalto(III) com amônia e íons cloreto foi capaz de isolar 4 
espécies com cores distintas. 
 Para os dois últimos casos, um fato intrigante foi observado: Dois compostos com 
propriedades fisico-químicas distintas apresentavam exatamente a mesma 
composição química. 
? 
Fato: 
 A fómula molecular de um composto de coordenação não fornece informações 
definitivas sobre o arranjo espacial dos ligantes entorno de um centro metálico. 
Exemplo: Montar a fórmula estrutural do cátion complexo 
tetraaminobisclorocobalto(III) – Um complexo clássico de Werner. 
Dois compostos podem ser obtidos partindo-se deste nome!!! 
[Co(NH3)4Cl2]
+ 
 Com base na situação anterior, é dito que os complexos de Werner com fórmula 
[Co(NH3)4Cl2]
+ são isômeros entre si. Logo, o fenômeno de isomeria pode estar 
presente quando uma dada fórmula química pode apresentar mais de um arranjo 
estrutural (plano ou espacial), gerando por consequência compostos com 
propriedades distintas. 
Definição: 
 Os tipos de isomeria mais comuns observados em compostos de coordenação são 
os seguintes: 
 de ligação; 
 de ionização 
 de hidratação 
 de coordenação 
 geométrica 
 ótica 
Resumo: 
Isômeros 
(mesma fórmula, diferentes propriedades) 
Estruturais 
(ligações diferentes) 
Espaciais 
(mesmas ligações, arranjos diferentes) 
De esfera de 
 coordenação 
De ligação Geométricos Óticos 
 Isomeria de Ligação: Ocorre quando ligantes ambidentados estão presentes no 
composto de coordenação. 
Exemplo: [Co(NH3)5(NO2)]
2+ 
Δ , NH3(aq) 
Nitrito κ-O (vermelho) Nitrito κ-N (amarelo) 
 Isomeria de Ionização: Ocorre quando ligantes e contraíons presentes em um 
composto de coordenação trocam de posição. 
Exemplo 1: [Pt(NH3)4Cl2]Br2 e [Pt(NH3)4Br2]Cl2 
Exemplo 2: [Cr(NH3)5(SO4)]Br e [Cr(NH3)5Br]SO4 
 Isomeria de Hidratação: Ocorre quando um ou mais ligantes aquo são 
substituídos pelos contraíons. 
Exemplo: [Cr(OH2)6]Cl3; [Cr(OH2)5Cl]Cl2 . H2O e [Cr(OH2)4Cl2]Cl . 2H2O 
Violeta Verde-claro Verde-escuro 
 Isomeria de Coordenação: Ocorre quando diferentes compostos de coordenação 
podem ser gerados partindo-se da mesma fómula molecular. 
Exemplo: [Co(NH3)6][Cr(CN)6] e [Cr(NH3)6][Co(CN)6] 
Isomeria Geométrica (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: Tetraédrico ou quadrado planar. 
 Werner isolou dois complexos de cor amarela, não eletrólitos, de fórmula 
[Pt(NH3)2Cl2], concluindo que se tratavam de espécies quadrado-planares. 
cis-[Pt(NH3)2Cl2] 
C2v 
trans-[Pt(NH3)2Cl2] 
D2h 
 Para compostos do tipo [MA2B2] 
apenas isomeria cis/trans é 
observada. 
 Com três diferentes tipos de ligantes em um mesmo complexo [MA2BC], a 
localização entre os ligantes do tipo A permitem a localização das espécies cis e 
trans. 
cis-[MA2BC] 
trans-[MA2BC] 
Exemplo: [Pt(NH3)Cl2(PR3)] 
cis-[Pt(NH3)Cl2(PR3)] 
trans-[Pt(NH3)Cl2(PR3)] 
Isomeria Geométrica (N.C. 4): 
 Com os 4 ligantes diferentes entre si em um mesmo complexo ([MABCD]), a 
geometria cis/trans é especificada com maiores informações sobre cada espécie. 
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 Geométrica (N.C. 4): 
Isomeria Geométrica (N.C. 6): 
 Em complexos octaédricos, sistemas do tipo [MA6] ou [MA5B] apresentam apenas 
um arranjo geométrico possível logo, não são encontrados isômeros. 
 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] 
Isomeria Geométrica (N.C. 6): 
 Representação espacial dos complexos cis e trans-[Co(NH3)4Cl2]
+. 
Isomeria Geométrica (N.C. 6): 
 Em complexos octaédricos, sistemas do tipo [MA3B3] apresentam duas 
possibilidades: ou os ligantes ficam coordenados de forma perpendicular 
(coordenação meridional) ou ocupam uma face do octaedro (coordenação 
facial). 
mer-[MA3B3] 
C2v 
fac-[MA3B3] 
C3v 
Exemplo: [Co(NH3)3Cl3] 
mer-[Co(NH3)3Cl3] 
fac-[Co(NH3)3Cl3] 
Isomeria Geométrica (N.C. 6): 
 Em complexos octaédricos, sistemas do tipo [MA2B2C2] apresentam uma série de 
isômeros geométricos. 
trans-[MA2B2C2] 
trans-A-[MA2B2C2] 
trans-B-[MA2B2C2] 
trans-C-[MA2B2C2] 
Isomeria Geométrica (N.C. 6): 
 Em complexos octaédricos, sistemas do tipo [MA2B2CD] ou [MA3B2C] resultam 
em várias possibilidades de isomeria geométrica. 
fac-[Rh(C≡CR)2(H)(PMe3)3] 
mer-cis-
[Rh(C≡CR)2(H)(PMe3)3] 
mer-trans-
[Rh(C≡CR)2(H)(PMe3)3] 
Isomeria Ótica 
 Moléculas que possuem imagens 
especulares não-sobreponíveis são ditas 
quirais e, estas imagens especulares são 
classificadas como isômeros óticos ou 
opticamente ativos. 
 Mas como saber se uma molécula é 
óticamente ativa? Um equipamento 
relativamente simples pode revelar tal 
fato: O polarímetro. 
Isomeria Ótica (N.C. 4) 
 Assim como em química orgânica, onde um carbono é considerado quiral 
quando seus quatro substituintes são diferentes, um composto de coodenação 
tetraédrico (N.C. 4) também é quiral se os quatros ligantes de sua esfera de 
coordenação forem diferentes sendo suas imagens especulares não-
sobreponíveis. 
Exemplo: [Cu(L)2] 
Isomeria Ótica (N.C. 6) 
 Como visto anteriormente, muitas são as possibilidades de se encontrar isômeros 
geométricos em compostos octaédricos. Aliado a isto, dentro de alguns destes 
casos além de isômeros geométricos, isômeros óticos podem ser encontrados. 
cis-[MA2B2C2] cis-[CoCl2(en)2] 
[Mn(acac)3] 
Isomeria Ótica (N.C. 6) 
 Para complexos octaédricos quirais, é comum a descrição da configuração 
absoluta da molécula em questão. Tal característica é observada quando através 
de um eixo de rotação imaginário a molécula assume uma forma helicoidal. 
 Quando o aspecto desta “hélice” gira no sentido horário temos uma configuração 
absoluta do tipo delta (Δ). Se o sentido de torção for anti-horário a configuração 
absoluta é dita lambda (Λ). 
N 
N N 
N N 
N 
Λ-[Co(en)3]
3+ 
N 
N N 
N N 
N Δ-[Co(en)3]3+