Isomería en compuestos de coordinación de NC 4 y NC 5 – Química

Los complejos tetracoordinados, es decir, que tienen el ion metálico central (ácido de Lewis, una especie que acepta pares de electrones) coordinado por cuatro ligandos (bases de Lewis, una especie que dona pares de electrones) tienen dos estructuras geométricas principales: el tetraédrico y el cuadrado. -planar. Las especies con geometría cuadrada-plana son menos comunes y pueden involucrar, por ejemplo, los metales platino y níquel en los aniones ([PtCl₄]^dos-) y [Ni(CN)₄]^dos-). Los complejos cuadrados-planos son característicos de los iones de metales de transición con configuraciones de electrones terminados en d.⁸ o s¹d⁷.

El tipo de geometría cuadrada-plana puede presentar isomería geométrica, también conocida como isomería cis-trans, como se muestra en Figura 1.

Figura 1. Isómeros cis / trans en complejos planos cuadrados.

Pero para los complejos coordinados por cuatro ligandos, la geometría tetraédrica es más común, que se encuentra en los iones de cobalto y cromo, por ejemplo, cuyos aniones pueden ser ([CoCl₄]^dos- y [CrO₄]^dos-). Esta isomería se encuentra en complejos de metales representativos o metales de transición con una configuración de electrones de terminación distinta de d.⁸ o triste⁷, común para complejos cuadrados-planos. Sin embargo, en un complejo tetraedro, los cuatro ligandos ocupan los vértices matemáticos de un tetraedro regular, lo que les da posiciones equivalentes, imposibilitando la existencia de isómeros geométricos.

Pero los complejos con geometría tetraédrica pueden exhibir isomería óptica, de manera similar a los compuestos orgánicos. Pero para que esto suceda, el ion metálico debe unirse a cuatro ligandos diferentes. Dichos complejos, denominados enantiómeros o isómeros ópticos, son ópticamente activos, ya que tienen la propiedad de rotar el plano de la luz polarizada, incluso en solución. Ejemplos de compuestos tetraédricos que exhiben isomería óptica son los enantiómeros de Bis (benzoilacetona), cuando se trata del ion metálico berilio.

En ocasiones estos compuestos presentan dificultad de separación, lo cual se debe a la formación de una mezcla racémica, cuando ambos complejos se encuentran en la misma proporción en la muestra, es decir, el 50% de la muestra está compuesta por moléculas dextrorrotatorias (desvían el plano de luz polarizada hacia la derecha), y el resto por moléculas levógiras (desplazar el plano de luz polarizada hacia la izquierda).

La coordinación número cinco también se puede encontrar en complejos, aunque las especies que contienen este número de coordinación son más raras que las que tienen la coordinación número cuatro o seis. Sin embargo, para NC = 5, dos posibilidades de geometrías moleculares se hacen posibles, la bipirámide trigonal (LA) y pirámide de base cuadrada (B), se muestra en la Figura 2.

Figura 2. Geometrías para compuestos de NC = 5.

Los compuestos de coordinación con número de coordinación 5 no presentan ningún tipo de isomería geométrica. Se pueden encontrar ejemplos de estas moléculas con níquel y cobalto como iones metálicos centrales.

Referencias:
ATKINS, P .; JONES, L .; Principios de la química: cuestionando la vida moderna y el medio ambiente, Porto Alegre, Bookman, 2001.