Isomeria em compostos de coordenação

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Isabella Carvalho Lopes (201821008) 
 
 
 
Isomeria em compostos de coordenação 
 
 
Disciplina: GQI 115- Química Inorgânica II 
Prf.: Walclee de Carvalho Melo 
 
 
 
 
 
 
 
LAVRAS-MG 
2020 
 
 
 
 
Isabella Carvalho Lopes 
 
 
 
 
 
 
Isomeria em compostos de coordenação 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado no curso de 
graduação em Química da 
Universidade Federal de Lavras. 
 
 
 
 
 
 
 
 
LAVRAS-MG 
2020 
 
 
 
SÚMARIO 
 
Introdução ……………………………………………....……………………………...4 
Desenvolvimento……………………………………………....………………………..4 
Conclusão……………………………………………………………………………....11 
Referências………………………………………………………………………….....12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
Os compostos de coordenação, também denominados de complexos, caracterizam-se por 
apresentar um íon metálico central, ligado a moléculas neutras ou ânions, denominados 
ligantes. O íon metálico atua como ácido de Lewis e os ligantes como bases de Lewis. 
A primeira teoria sobre esses compostos foi publicada em 1893, por Alfred Werner, que a partir 
de então forneceu as bases para toda a química de coordenação moderna. Esses compostos 
apresentam características espectrais peculiares, com bandas internas do ligante, bandas d-d 
e bandas de transferência de carga. 
Assim como, apresentam propriedades magnéticas características, com espécies 
diamagnéticas e paramagnéticas, dependendo do estado de oxidação do metal e da força do 
campo ligante, formando complexos de alto spin ou baixo spin. (2) 
Igualmente, os complexos possuem diversas possibilidades de isomeria (geométrica, de 
ligação, óptica) (2). Dessa forma, se torna necessário compreender suas funções e aplicações 
nas mais diversas áreas da Química. 
Portanto, entender a isomeria em compostos de coordenação é fundamental para o 
conhecimento químico da atualidade. 
 
DESENVOLVIMENTO 
 
Isomeria em compostos de coordenação. Os compostos de coordenação são moléculas 
constituídas por um ou vários ácidos de Lewis ligados a uma ou várias bases de Lewis. Esses 
compostos podem apresentar a mesma composição, mas diferentes estruturas espaciais, na 
qual recebe o nome de isomerismo. O isomerismo é um aspecto característico tanto de 
compostos orgânicos quanto de inorgânicos. 
Compostos que possuem a mesma fórmula molecular, mas diferentes arranjos estruturais são 
chamados de isômeros. Vários tipos de isomerias ocorrem entre os compostos de 
coordenação. Quando, além disto, os agregados possuem as mesmas ligações, mas diferem 
no arranjo espacial destas ligações, são chamados de estereoisômeros. Apesar de os 
isômeros serem compostos do mesmo agrupamento de quatro átomos, eles geralmente 
diferem em uma ou mais propriedades físicas e químicas, como a cor, a solubilidade, a 
velocidade de reação em uma reação específica, entre outras. 
Algumas definições são importantes para o estudo da isomeria em compostos de coordenação, 
tais como, o número de coordenação, que consiste no número de grupos, moléculas, átomos 
ou íon que rodeiam um dado átomo ou íon num complexo ou cristal. Por exemplo, num 
complexo quadrado planar, o íon central possui um número de coordenação quatro. Bem 
como, os fatores que afetam o número de coordenação. Dessa forma, os tipos mais comuns de 
isomeria são as isomerias: geométrica (ou esteroisomeria), a isomeria óptica, a isomeria de 
constituição, a isomeria de ligação e a de coordenação. (1) 
 ISOMERIA GEOMÉTRICA 
Isomeria Geométrica é o tipo de isomeria espacial, também conhecida como estereoisomeria, 
que se caracteriza por apresentar uma dupla de isômeros com dimensões tridimensionais 
diferentes. Isso acontece em decorrência da presença de ligantes diferentes. A partir de um 
número de coordenação de um complexo é possível prever sua geometria. Dessa forma, pode-
se estudar em especial a geometria octaédrica, uma vez que ela é o arranjo mais comum e 
estável, podendo a partir dela entender as outras geometrias. O arranjo molecular octaédrico é 
bastante simétrico, sendo o ponto de partida para entender outros arranjos deste grupo, que 
não passam de distorções desse octaedro, em função de fatores resultantes de uma 
compressão ou alongamento ao longo dos eixos de ordem dois, três ou quatro, como mostrado 
na Figura 1. Estas distorções podem ser tetragonais, as quais são mais simples, de forma que 
os ligantes sobre o eixo diferem dos outros quatro restantes, para mais ou para menos, ou 
ainda pode haver distorções rômbicas, nas quais um ligante trans está mais próximo do átomo 
central, enquanto o outro está mais afastado. Estas distorções produzem uma grande e 
ramificada família de isômeros geométricos, que podem variar do simples e estável octaedro a 
um prisma trigonal (D3h). 
 
 
Os compostos com número de coordenação 6, octaédricos, permitem uma variedade de 
estereoisômeros. Partindo-se do fato de que os seis vértices de um octaedro são equivalentes 
entre si, apenas uma estrutura torna-se possível para complexos dos tipos MA6 e MA5B. 
Entretanto, quando se tem dois ligantes diferentes dos demais, os quais podem ser iguais um 
do outro, como o de fórmula genérica MA4B2, podem então serem possíveis isômeros cis e 
trans. No caso do isômero cis, os dois ligantes B ocupam os vértices adjacentes do octaedro; 
no caso do isômero trans, estes estão em vértices opostos, como pode ser visto na Figura 2. 
Já para os complexos contendo dois ligantes diferentes entre si por duas duplas de ligantes 
contendo cada uma o mesmo número, como o tipo MA3B3, também são possíveis dois 
isômeros, denominados então facial (fac) e meridional (mer), conforme pode ser visto também 
na Figura 2. 
 
 
Caso o número de ligantes aumente ainda mais, ou, então, caso se considere ligantes 
polidentados, mais casos de isomerismos geométricos podem ser possíveis, mas estes 
continuam a serem relacionados pelos prefixos cis, trans, mer, fac, utilizando de uma 
numeração para explicar a natureza dos casos. Dessa forma, os complexos com número de 
coordenação seis, os mais comuns, podem ser explicados basicamente por alguns tipos 
diferentes de isomerias. 
 ISOMERIA ÓPTICA 
 A isomeria óptica estuda os compostos (isômeros) opticamente ativos que possuem mesma 
fórmula molecular, mas que se diferenciam pelo tipo de desvio do plano de luz polarizada. Esta 
isomeria é um caso particular da isomeria espacial que só ocorre em moléculas quirais. O 
termo quiral se refere a ausência de simetria ou seja, assimétrico. Um objeto quiral não é 
idêntico a sua imagem especular, a imagem e o objeto não são superponíveis. Exemplo disso; 
 
 
Para ocorrer a quiralidade em uma molécula ela deve ter um ou mais carbonos assimétricos ou 
também, possuir assimetria molecular devido a algum fator estrutural. Assim, existem duas 
classes de isômeros ópticos: enantiômeros e diastereômeros. O primeiro, estereoisômeros em 
que são imagens especulares um do outro, que não se superpõe. Logo, o segundo são 
estereoisômeros que não são imagens especulares um do outro e não se superpõe. 
 
 
 
Muitas vezes o termo enantiômero é substituído por enantiomorfos e diastereômeros por, 
diastereoisômeros. Os enantiômeros ou enantiômeros possuem propriedades físicas como, 
ponto de ebulição, ponto de fusão, densidade, índice de refração etc, idênticas. Dessa forma, 
uma mistura de enantiômeros é difícil de ser separada e sua separação (resolução) podem ser 
feitas por métodos químicos ou biológicos. Diante disso, apesar de ser parecidos os 
enantiômeros apresentam várias propriedades como, cheiro, sabor e propriedades químicas e 
biológicas, completamente diferentes. Destaca-se que os enantiomorfos só exibem 
comportamento diferente quando interagem com outras substâncias quirais ou com a luz 
polarizada. Exemplo de enantiômeros de diferentes propriedades abaixo: 
 
Figura 4. Enantiômeros de diferentes propriedadesFonte: UFPR 
Os diastereômeros ou diastereoisômeros possuem propriedades físicas e químicas diferentes, 
portanto podem ser facilmente separados por métodos físicos tradicionais. Quanto a 
visualização da representação utiliza-se a projeção de Fischer, com linhas verticais que 
representam ligações projetadas atrás do plano do papel e linhas horizontais com ligações 
projetadas fora do papel. 
 
Luz polarizada é uma luz natural de uma onda eletromagnética que possui infinitos planos de 
vibração, e a luz polarizada possui um único plano de vibração. 
 
Uma das principais características de uma molécula quiral é a capacidade de desviar o plano 
de propagação da luz polarizada. Os enantiômeros desviam o plano da luz polarizada com o 
mesmo desvio angular, mas em sentidos opostos. 
 ISOMERIA DE CONSTITUIÇÃO OU ESTRUTURAL 
 A isomeria constitucional ou plana pode ser percebida observando a fórmula estrutural plana 
dos compostos. Eles (isômeros constitucionais) diferem na maneira com que seus átomos 
estão conectados. Algumas das formas desta isomeria são a de ligação, de ionização, de 
hidratação e a de coordenação. 
 
 
Uma fórmula molecular frequentemente não fornece informação informações suficientes para 
identificar um composto sem ambiguidade. A existência de ligantes ambidentados dá origem à 
possibilidade de isomeria de ligação, na qual o mesmo ligante pode se ligar através de 
diferentes átomos. Este tipo de isomeria explica a existência dos isômeros vermelho e amarelo 
de fórmula [Co(NO2 )(NH3 ) 5 ] 2+ . O composto vermelho tem uma ligação nitrito, Co-O; o 
isômero amarelo, que se forma com o tempo a partir da forma vermelha instável, tem uma 
ligação nitro, Co-N, como pode-se ver na imagem: 
 
Figura 8. Ligante nitrito e Ligante nitro. 
Fonte: UFPR 
 A isomeria de ionização ocorre quando um ligante e um contra-íon trocam de posição em um 
composto, sendo um exemplo o [Pt(NH3 ) 4Cl2 ]Br2 e [Pt(NH3 ) 4Br2 ]Cl2 . Se o compostos 
são solúveis, os dois isômeros se apresentam como espécies iônicas diferentes em solução.(6) 
Uma isomeria muito parecida com a da ionização é a isomeria de hidratação, que se origina 
quando um dos ligantes é a H2O; por exemplo, há três isômeros de hidratação de cores 
diferentes diferentes para o composto com fórmula molecular CrCl 6H2O: [Cr(H2O)6 ]Cl3 , 
[Cr(H2O)5Cl]Cl2 .H2O, [Cr(H2O)4Cl2 • ]Cl.2H2O.: 
 
A isomeria de coordenação se origina quando há íons complexos diferentes que podem se 
formar a partir da mesma fórmula molecular, como no [Co(NH3 ) 6 ] [Cr(CN)6 ] e [Cr(NH3 ) 6 
][Co(CN)6 ].(6) 
 
 
CONCLUSÃO 
Portanto, isomeria em compostos de coordenação, permite o estudo acerca de diferentes 
formas de compreender a química de um complexo. Sendo satisfatório e importante o 
aprendizado. Ainda mais, pode-se destacar que uma fórmula molecular não é suficiente para 
identificar um composto de coordenação, pois pode haver vários tipos de isomeria para os 
complexos. 
 
REFERENCIAS 
1. ESTEREOQUÍMICA E ISOMERIA DE COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO. Disponível 
em: < http://www.cesadufs.com.br/ORBI/public/uploadCatalago/09125204042014Qui 
mica_Inorganica_II_Aula_4.pdf> Acesso em: 29 de Agosto de 2020. 
2. FERREIRA, A.M.C.. Compostos de coordenação. Instituto de Química, Universidade 
de São Paulo. Disponível em:< 
http://www2.iq.usp.br/docente/amdcferr/disciplinas/QFL2129/Aula_10_-_Com 
p_Coordenacao.pdf. >. Acesso em: 29 de Agosto de 2020. 
3. SILVA, A. L.S.. Estereoquímica e isomeria em compostos de coordenação com NC 6. 
Info Escola. Disponível em:< https://www.infoescola.com/quimica/estereoquimica-e-
isomeria-em-compostosde-coordenacao-com-nc-6> . Acesso em: 29 de Agosto de 
2020. 
4. Bagatin,I.A.. Química de coordenação. Universidade Federal de São Paulo. 
5. Maia, A.S.. Princípios de química inorgânica, Geometria e Isomeria. Universidade 
Federal da Paraíba.