Isomería óptica en compuestos de coordinación

Question

El isomerismo óptico en las moléculas orgánicas normales se puede averiguar buscando el carbono quiral, y el número de isómeros se puede averiguar dibujando diferentes orientaciones espaciales del mismo.

Pero, no sé cómo comprobar si un determinado compuesto de coordinación es ópticamente activo o no, y cuántos isómeros ópticos tiene. No sé cómo dibujar diferentes orientaciones espaciales con todos esos ligandos polidentados.

Me gustaría aprender las pautas generales para encontrar la isomería óptica en los compuestos de coordinación. Me gustaría resolver cuestiones como cuántos nº de isómeros ópticos hay para $\ce{[CoCl2(en)2]^+}$

Answer 1

Cualquier libro de texto de química inorgánica de tercer curso que se precie proporcionará alguna información sobre los isómeros en los compuestos de coordinación. Un compuesto ópticamente activo contiene ningún elemento de simetría de rotación-reflexión . Normalmente, esto significa que si una molécula tiene un centro de inversión o un plano del espejo entonces no es quiral.

Se necesita una sistemática fuerza bruta e ignorancia para determinar el número de isómeros que tiene un compuesto de coordinación, y luego un poco más de pensamiento visual para determinar si alguno de los isómeros es un enantiómero. La siguiente figura está tomada de Miessler, Fischer, Tarr 5ª edición y es útil para identificar los isómeros de los complejos de 6 coordenadas.

Nótese que un complejo de 6 coordenadas con 6 ligandos únicos en un campo octaédrico serían enantiómeros. De hecho, hay 15 isómeros diferentes, cada uno de los cuales es quiral lo que da lugar a un total de 30 isómeros.

El método para determinar los isómeros de esta manera es formular una estructura del tipo M<ab><cd><ef> donde <ab> indica dos ligandos que son trans entre sí. A continuación, se empieza a variar a, b, c, ... hasta que se hayan obtenido tantas combinaciones únicas como sea posible. En tu caso, tienes 2 casos de un ligando bidentado. Los ligandos bidentados suelen designarse con letras mayúsculas en esta notación, por lo que la fórmula de tu molécula sería $\ce{M(AA)_2b_2}$ . Además, como los ligandos bidentados son demasiado pequeños para coordinarse en un trans conformación, disminuirá el número de isómeros posibles. Un isómero, por ejemplo, sería M<Ab><A'b><A'A>, donde uso A y A' para designar las diferentes $\ce{(en)}$ ligandos.

La respuesta a tu pregunta, por tanto, es que hay dos isómeros, y son enantiómeros, ya que no puedes reordenar la A, la A' y la b en la fórmula anterior para obtener otra configuración única.

Answer 2

Existe una forma fácil de identificar los isómeros ópticos en los compuestos de coordinación.

1. Dibuja aproximadamente las estructuras de todos los posibles isómeros del compuesto mediante intercambiando las posiciones del ligando.

2. Tacha las estructuras cuya imagen especular se superpone a sí misma.

3. El resto son isómeros ópticos del compuesto dado.

Una vez que hagas esto unas cuantas veces, podrás dibujar esto en tu cabeza usando tu imaginación y resolverlo más rápido.

Para comprobar si un compuesto de coordinación es ópticamente activo, basta con ver si la imagen especular del compuesto se solapa consigo misma (para el isómero dado), si no lo hace El compuesto es ópticamente activo.