Isomeria em Química de Coordenação

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Química de Coordenação Química de Coordenação 
de Metais de Transiçãode Metais de Transição
Isomeria estrutural
� isômeros têm o mesmo
número e tipo de átomos, mas
uma ou mais ligações é/são
diferentes.
Estereoisomeria
� isômeros têm o mesmo
número e tipo de átomos, e os
mesmos tipos de ligação, mas
Constituição e Isomeria
isomeria de ionização
isomeria de hidratação
isomeria de coordenação
isomeria de ligação
diferentes.
isomeria geométrica
cis/trans
mer/fac
isomeria óptica
os átomos são arranjados de
forma diferente no espaço.
Isômeros: compostos que 
contém o mesmo número 
dos mesmos átomos, mas 
em arranjos diferentes
Mesmos átomos? não
sim
isômeros
Átomos ligados aos mesmos parceiros?
Estereoisômeros
sim
não
Complexo idêntico à sua 
imagem espectral?
Isômeros 
ópticos
Isômeros 
geométricos
Isômeros estruturais
Isômeros de 
coordenação
Isômeros 
de ligação
Isômeros de 
hidratação
Isômeros de 
ionização
não
simnão
Isomeria
Isomeria estrutural
� isômeros que apresentam mesma fórmulas empírica mas
átomos de ligação diferentes.
isomeria de ionização
isomeria de hidratação
isomeria de coordenação
isomeria de ligação
� Troca entre um ânion ligante e um contra-íon.
[Co(NH3)5Br]SO4 [Co(NH3)5(SO4)]Br
Isomeria de ionização
[Co(NH3)5Br]SO4
Ba2+ BaSO4 (s)não ppt
Ag+
[Co(NH3)5Br]SO4 = violeta
[Co(NH3)5(SO4)]Br = vermelho
SO4
2-
Br-
[Co(NH3)5(SO4)]Br
Ba2+Ag
+
AgBr(s) não ppt
Isomeria de hidratação
� Troca entre um ligante aniônico e um ligante
neutro (molécula de água = solvente).
[Co(OH2)6]Cl3, cloreto de hexaaquacobalto(III), violeta
[CoCl(OH2)5]Cl2, cloreto de pentaquaclorocoabalto(II), verde claro
[CoCl2(OH2)4]Cl, cloreto de tetraaquadiclorocobalto(II), verde escuro[CoCl2(OH2)4]Cl, cloreto de tetraaquadiclorocobalto(II), verde escuro
Distinção: reação com íons Ag+(aq) = diferentes quantidades de AgCl.
H2
O
molécula de água está 
presente na esfera de 
coordenação
Cl-
substituição gradativa 
de Cl- por H2O
Isomeria de coordenação 
� Ligantes são distribuídos diferente/e entre os
dois centros metálicos.
[Cu(NH3)4][PtCl4] [Pt(NH3)4][CuCl4] quadrado planar
[Co(NH3)6][Cr(CN)6] [Cr(NH3)6][Co(CN)6] octaédrico
Hexacianoferrato(III) de hexamincromio(III)
depois da troca
[Fe(NH3)6][Cr(CN)6]
Hexacianocromato(III) de hexaminferro(III)
Isomeria de ligação
� Ligantes ambidentados que se coordenam
através de diferentes átomos doadores.
[Co(NH3)5(NO2)]2+ [Co(NH3)5(NO2)]2+
hνννν
[Co(NH3)5(NO2)]2+ [Co(NH3)5(NO2)]2+
∆∆∆∆
(H3N)5Co N
O
O
(H3N)5Co O O
N
amarelo
nitro-complexo
vermelho
nitrito-complexo
Isomeria de ligação
[FeSCN(H2O)5]2+(aq)
vermelho sangue SCN- = tiocianato
pentaaquotiocianatoferro(III)
[Pd(NCS)2(PPh3)2] [Pd(SCN)2(PPh3)2]
isocianato tiocianato
NCS- = isotiocianato
Isomeria de polimerização
� Os compostos têm a mesma fórmula empírica [Pt(NH3)2Cl2]n,
mas apresentam massas molares diferentes. Não se trata
portanto de uma verdadeira isomeria.
� O valor de n na fórmula empírica [MLm]n varia.
[Pt(NH3)4][PtCl4] [Pt(NH3)2Cl2]
[Pt(NH3)4][Pt(NH3)Cl3]2 [Pt(NH3)3Cl]2[PtCl4] 
Isômeros: compostos que 
contém o mesmo número 
dos mesmos átomos, mas 
em arranjos diferentes
Mesmos átomos? não
sim
isômeros
Átomos ligados aos mesmos parceiros?
Estereoisômeros
sim
não
Complexo idêntico à sua 
imagem espectral?
Isômeros 
ópticos
Isômeros 
geométricos
Isômeros estruturais
Isômeros de 
coordenação
Isômeros 
de ligação
Isômeros de 
hidratação
Isômeros de 
ionização
não
simnão
� isômeros que apresentam as mesma ligações M-L, mas
os átomos estão arranjados diferente/e no espaço.
Estereoisomeria
Constituição e Isomeria
isomeria geométricaisomeria geométrica
cis/transcis/trans
mer/facmer/fac
isomeria ópticaisomeria óptica
Isomeria geométrica 
Geometria quadrado planar
cisplatina
trans-[PtCl (NH ) ]cis-[PtCl2(NH3)2]
cis-diamindicloroplatina(II)
trans-[PtCl2(NH3)2]
trans-diamindicloroplatina(II)
� Exemplo: 
identificação de isômeros 
por evidências químicas.
Número de coordenação 4
� Usando as reações ao 
lado, mostrar como se pode 
diferenciar os isômeros 
cis e trans: -[PtCl2(NH3)2]
Número de coordenação 4
� O isômero cis reage com Ag2O e perde Cl-.
O produto hidroxo resultante adiciona
apenas uma molécula de ácido oxálico
(H2C2O4) ao longo das posições vizinhas.
� Este comportamento é comprovado pela cristalografia de raios-X.
� O isômero trans perde Cl- mas o produto
não é capaz de deslocar os dois grupos OH-
com apenas uma molécula de H2C2O4. Uma
explicação possível é que a molécula de
H2C2O4 é incapaz de alcançar através do
plano quadrado para formar a ponte entre
duas posições trans.
Número de coordenação 4
CO > CN > C2H4 > PR3,H > SC(NH2)2CH3 > C6H5, NO2, I-, SCN- >
Br-, Cl- > py , NH
efeito trans
efeito labilizante que um ligante 
exerce sobre o ligante trans a ele
Br-, Cl- > py , NH3
isômero trans
Isomeria geométrica em NC=6
� Por exemplo, os dois ligantes X em um complexo ML4X2 podem
estar em posições adjacentes (cis) ou opostas (trans).
� Isomeria geométrica em complexos com NC = 6 é
semelhante à encontrada em complexos quadrados
planares.
trans-[Co(NH3)4Cl2]+
verde - simetria D4h
ligantes axiais
ligantes axiais
cis-[Co(NH3)4Cl2]+
violeta - simetria C2v
ligantes 
equatoriais
Geometria octaédrica-[ML3X3] 
MERIDONAL (mer) FACIAL (fac)
Isomeria Geométrica
mer-[Co(NH3)3(NO2)3]
fac-[Co(NH3)3(NO2)3]
� isomeria fac-mer : octaédrico: [Cr(NH3)3(Cl)3]
Exemplo
3 ligantes amin / 3 ligantes Cl- = 
meridiano ; 2 ligantes em trans 
e um perpendicular a estes
3 ligantes amin /3 ligantes Cl- = 
vértice de uma face triangular 
do octaédro
fac mer
Exemplo: Identificando os tipos de isomeria
Isomeria geométrica em NC=6
� Quando o complexo tetra-coordenado quadrado planar
[IrCl(PPh3)3] (onde PPh3 = trifenilfosfina) reage com Cl2,
forma-se o produto hexa-coordenado [IrCl3(PPh3)3], numa
reação conhecida como adição oxidativa.
� Quais são os isômeros possíveis para o produto?
� Resposta: duas estruturas possíveis:
� isômero fac- [IrCl3(PPh3)3] e isômero mer- [IrCl3(PPh3)3] 
Isomeria geométrica em NC=6
mer fac
Isômeros: compostos que 
contém o mesmo número 
dos mesmos átomos, mas 
em arranjos diferentes
Mesmos átomos? não
sim
isômeros
Átomos ligados aos mesmos parceiros?
Estereoisômeros
sim
não
Complexo idêntico à sua 
imagem espectral?
Isômeros 
ópticos
Isômeros 
geométricos
Isômeros estruturais
Isômeros de 
coordenação
Isômeros 
de ligação
Isômeros de 
hidratação
Isômeros de 
ionização
não
simnão
� isômeros que apresentam as mesma ligações M-L, 
mas os átomos estão arranjados diferente/e no espaço
Estereoisomeria
Constituição e Isomeria
isomeria geométrica
cis/trans
mer/fac
isomeria óptica
Composto ser opticamente ativo: não apresentar eixo impróprio
de simetria, incluindo o plano e o centro de inversão. Estas
moléculas são ditas assimétricas.
isômero geométrico- cis dois isômeros ópticos 
Geometria octaédrica
Isomeria óptica
[Co(en)2Cl2]+
isômero geométrico- cis dois isômeros ópticos 
cis-[Co(en)2Cl2]+Isômeros ópticos
plano do espelho
Rotação da imagem 
especular de 180°
imagens não- superpostas
Complexo quiral
par de enantiômeros
Geometria octaédrica
isômero geométrico- trans
Isomeria óptica
trans – [CoCl2(en)2]+
complexo aquiral
� Possuem muitas propriedades idênticas:
� solubilidade, ponto de fusão, ponto de ebulição, cor,
reações químicas (com reagentes não quirais).
Isomeria óptica
Enantiômeros
reações químicas (com reagentes não quirais).
� Diferenças em:
� Interações com luz plano polalizada.
� Reatividade com reagentes quirais.
� Espectros RMN podem ser diferentes em solventes
quirais.
amostra opticamente ativa 
em solução
Filtro 
polarizador
Luz plano 
polarizada
PolarimetriaEnantiômeros
� Dextro-rotação = rotação a direita.
� Levo-rotação = rotação a esquerda.
� Mistura racêmica = iguais quantidades
dos 2 enantiômero;não se observa
rotação.
rotação luz polarizada
analisador
� imagens espectrais não superpostas = ∆∆∆∆ e ΛΛΛΛ enantiomeros
Isomeria óptica
Geometria octaédrica
[Ru(bipy)3]2+