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Química de los Compuestos de Coordinación ISOMERÍA ¿Qué son los Isómeros? Los isómeros son sustancias que tienen las mismas fórmulas pero se diferencian en sus estructuras y propiedades Algunos tipos de isomería se encuentran entre los iones complejos y compuestos de coordinación. Estos se pueden agrupar en dos amplias categorías: (1) los isómeros estructurales que se diferencian en la estructura básica o tipo de enlace (qué ligandos se unen al metal central y a través de qué átomos) y (2) los estereoisómeros que presentan el mismo tipo y número de ligandos y el mismo tipo de unión, pero difieren en la forma en que los ligandos ocupan el espacio alrededor del catión metálico central. ISOMERÍA ESTRUCTURAL (1) ISÓMEROS DE COORDINACIÓN Aparecen en compuestos de coordinación que tienen tanto aniones como cationes complejos. Así, los L podrán distribuirse de distinta manera entre ambos iones complejos [Pt(NH3)4][PtCl6] ↔ [Pt(NH3)3Cl][Pt(NH3)Cl5] Hexacloroplatinato (IV) de tetraminoplatino (II) Y Pentacloroaminoplatinato (IV) de clorotriaminoplatino (II) ISOMERÍA ESTRUCTURAL Problema 6 “d”: [Co(NH3)6][Cr(CN)6] ↔ [Co(NH3)5(CN)][Cr(NH3)(CN)5] Hexacianocromato (III) de hexaminocobalto(III) [Co(NH3)6] +3 + [Cr(CN)6] -3 Además: Pentacianoaminocromato (III) de cianopentaminocobalto (III) [Co(NH3)5(CN)] +2 + [Cr(NH3)(CN)5] -2 ISOMERÍA ESTRUCTURAL (2) ISÓMEROS DE IONIZACIÓN Ocurre cuando se intercambian ligandos aniónicos con aniones ubicados en la 2da. esfera de coordinación (contraión) [Cr (NH3)4 (OH)2] Cl y [Cr(NH3)4 (OH)Cl] (OH) Cloruro de DihidroxotetraminoCromo (III) e Hidróxido de ClorohidroxotetraminoCromo (III) Otro ejemplo: [Co(en)2Cl2](NO2) (verde) y [Co(en)2(NO2)Cl] Cl (rojo) ISOMERÍA ESTRUCTURAL Problemas 3 “a” y “b” : (a) [Co (en)2(SCN)2] Cl Cloruro de Ditiocianato bis (etilendiamina)Cobalto (III) y [Co (en)2(SCN) Cl] (SCN) Tiocianato de clorotiociano bis(etilendiamina)Cobalto (III) (b [Pt (NH3)3 Br] (NO2) Nitrito de Bromotriaminoplatino (II) y [Pt (NH3)3(NO2)] Br Bromuro de Nitrotriaminoplatino (II) (3) ISÓMEROS DE HIDRATACIÓN Es una variante de la Isomería de Ionización cuando se utilizan 1 o más moléculas de H2O como L [Cr(H2O)6]Cl3; [Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O ; [Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O ISÓMEROS DE HIDRATACIÓN Problema (5) El ejemplo típico es el del Cloruro de Hexacuocromo(III) también conocido como Hexahidrato de Cromo (III) el cual presenta 3 posibles isómeros. Los mismos fueron comprobados al tratar c/u de ellos con AgNO3 para precipitar los cloruros como AgCl ↓. Así: [Cr(H2O)6]Cl3 → [Cr(H2O)6] +3 + 3 Cl - + AgNO3 → 3 AgCl ↓ Cloruro de Hexacuocromo (III) (Violeta) ISOMERÍA ESTRUCTURAL ISOMERÍA ESTRUCTURAL [Cr(H2O)5Cl]Cl2 . H2O → Cr(H2O)5Cl] +2 + 2Cl - + H2O + AgNO3 → → 2 AgCl Cloruro de Cloropentacuocromo (III) Hidratado o Monohidrato Verde Claro [Cr(H2O)4Cl2]Cl . 2H2O → [Cr(H2O)4Cl2] + + Cl - + 2H2O + AgNO3 → AgCl ↓ Cloruro de Diclorotetracuocromo (III) Dihidratado o Dihidrato Verde Oscuro [Cr(H2O)3 Cl3 ]. 3H2O → [Cr(H2O)3 Cl3 ] + 3 H2O Triclorotriacuocromo ( III) Anhidro - Violeta ISOMERÍA ESTRUCTURAL Problema (6) c [Co (en) (H2O)3 Cl]Cl2 Cloruro de Clorotriacuoetiléndiamina Cobalto (III) Anhidro y [Co (en) (H2O)2 Cl2] Cl . H2O Cloruro de Diclorodiacuoetiléndiamina Cobalto (III) Monohidrato (o Hidratado) ISOMERÍA ESTRUCTURAL (4) ISÓMEROS DE ENLACE Se presentan cuando en un L más de un átomo puede actuar como “dador” o “donador” de un par electrónico. Se usan L ambidentados tales como: NO2 - , SCN – y CN– Así, el anión Nitrito puede unirse al Co +3 tanto por el átomo de N como por uno de sus átomos de O Cuando se une por el par de e- libres del átomo de N, el L se llama “NITRO o NITRITO–N”(-NO2) En cambio, si se une por un par extra de e- de uno de sus O (el que origina la carga – del ión) el L se llama “NITRITO o NITRITO-O”(-ONO) ISOMERÍA ESTRUCTURAL [Co(NH3)5NO2] 2+ Nitropentamíncobalto (III) [Co(NH3)5ONO] 2+ Nitritopentamíncobalto (III) ISOMERÍA ESTRUCTURAL (4) ISÓMEROS DE ENLACE Tiocianatos: R-S-C≡N (Tiociano o Tiociano S) Isotiocianatos: R-N=C=S (Isotiociano o Tiociano N) Nitrilos: R-C≡N ; Isonitrilos: R-N≡C Problema (4): [Co(NH3)4(NO2)Cl] + y [Co(NH3)4(ONO)Cl] + Problema (6) “b”: [Co (NH3)3(C2O4)SCN] y [Co(NH3)3(C2O4)NCS] Tiociano - S oxalatotriamínCobalto (III) y Tiociano – N oxalatotriamínCobalto (III) 2 ISOMERÍA ESPACIAL o ESTEREOISOMERÍA ESTEREOISÓMEROS Presentan igual tipo y número de L, igual tipo de enlaces pero se diferencian en la forma en que los L ocupan el espacio alrededor del catión metálico central (distinto ordenamiento geométrico) A – ISOMERÍA GEOMÉTRICA Ocurre en compuestos de coordinación o en iones complejos cuyas esferas de coordinación son iguales pero presentan diferente ordenamiento geométrico Así, en compuestos de coordinación con nros. de coordinación 4 (geometría Plano – Cuadrada) y 6 (geometría Octaédrica) aparecen los Isómeros “Cis” y “Trans” (en latín: “Cis” = “del mismo lado” y “Trans” = “del otro lado” ISOMERÍA ESPACIAL o ESTEREOISOMERÍA Complejos Plano – Cuadrados (N.C = 4) Ma3b No tiene isómeros Ma2b2 “Cis” “Trans” a b a b a b b a ISOMERÍA ESPACIAL o ESTEREOISOMERÍA Cis - Diclorodiaminoplatino (II) Trans – Diclorodiaminoplatino (II) C l C l H3N H3N [Pt(NH3)2Cl2] Barnett y col. descubrieron en 1967 que el Cis - Platino era activo contra el cáncer testicular mientras que su isómero Trans era biológicamente inactivo. ISOMERÍA ESPACIAL o ESTEREOISOMERÍA Cuando se forma un complejo Ma2b2 los cationes metálicos más usados son: Pt y Pd Complejos Tetraédricos (NC= 4) p.e: ( [Zn(NH3)4] +2 ) (Tetramíncinc) En ellos, M (en general) puede ser: Zn, Cd o Hg Cuando los 4 L son iguales o los 4 son distintos , existe una única configuración. En el tetraedro todos los vértices son adyacentes entre sí y equidistantes del centro del tetraedro. Los complejos Tetraédricos NO presentan isomería Cis -Trans ISOMERÍA ESPACIAL o ESTEREOISOMERÍA ¡Importante! Para saber si un complejo es Tetraédrico o Plano – Cuadrado se debe observar el número de isómeros que forma cuando tiene 2 L diferentes => si forma un único compluesto será Tetraédrico y si forma 2 isómeros será Plano – Cuadrado (Cis y Trans) Complejos Octaédricos (N.C = 6) En general son complejos ML6 pero puede haber 2 arreglos espaciales posibles cuando hay 4 ligandos a y 2 ligandos b. Se formará: Ma4b2 ISOMERÍA ESPACIAL o ESTEREOISOMERÍA [Co (NH3)4Cl2] + catión DiclorotetramínCobalto (III) Se formarán Isómeros “Cis” y “Trans” El isómero “Cis” tiene los aniones Cl – en posiciones adyacentes y es de color morado. En cambio, el isómero “Trans” los aniones CL– se encuentran en posiciones opuestas y su color es verde brillante. Ambos son compuestos distintos y tienen propiedades químicas también diferentes. ISOMERÍA ESPACIAL o ESTEREOISOMERÍA ISOMERÍA ESPACIAL o ESTEREOISOMERÍA Si hay mayor variedad de L entonces tendremos diversas posibilidades. Cuando sustituimos una tercera molécula de NH3 por un Cl - en la parte superior o inferior de la estructura, ”aparecerán 3 cloros en una misma cara del octaedro” Se formará el Isómero FAC (facial). En cambio, si el tercer cloro entra en cualquiera de las restantes posiciones, quedarán “3 cloros alrededor de un Perímetro o Meridiano” Se formará el Isómero MER (Meridional) * Ma3b3 Si sustituímos un cuarto Cl - ,nuevamente obtendremos Isómeros “Cis” y “Trans” ISOMERÍA ESPACIAL o ESTEREOISOMERÍA Problema (1)a,b y c: (ver Respuestas en Guía T.P.) * [Co (NH3)3 Cl3] Triclorotriamín Cobalto (III) OTROS ISÓMEROS GEOMÉTRICOS Si el ion complejo o compuesto de coordinación esdel tipo Ma2bc también se podrán formar los isómeros “Cis” y “Trans” correspondientes, por ejemplo: [Pt (NH3)2 H2O Cl] + Catión CloroacuodiamínPlatino (II) Cuando 2 especies son “Imágenes Especulares” la una de la otra (no superponibles),se obtienen Isómeros Ópticos (el par d,l de estos Isómeros) Son compuestos quirales y ópticamente activos. Actúan como las “manos derecha e izquierda” frente a un espejo …. Tris (Etilendiamina)Cobalto (III) [Co (en)3 ] +3 ISÓMEROS ÓPTICOS ENANTIÓMEROS O COMPUESTOS ENANTIOMORFOS ISOMERÍA ÓPTICA ISOMERÍA ÓPTICA ISOMERÍA ÓPTICA Los Isómeros ópticos tienen las mismas propiedades químicas pero una de las especies hace girar el plano de vibración de la luz polarizada en sentido horario (dextrógiro, dextro, “d”) y la otra en sentido antihorario (levógiro, levo, “l”) Ninguna rotación logrará superponerlos Para que existan estos isómeros, el complejo no debe tener ni centro ni planos de simetría. Esta Isomería ocurre generalmente en Complejos Octaédricos Problema (6) a : A elección. Problema (2) Cis y Trans [Co(en)2Cl2] + Algunos Ligandos Ambidentados Etilendiamina Anión del [EDTA]-4 Agente Quelante Hexadentado
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