Komplexe, die dieselbe chemische Zusammensetzung (gleiche
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Konfigurationsisomerie (Stereoisomerie) ☞ Komplexe, die dieselbe chemische Zusammensetzung (gleiche Summenformel) und Ladung, aber einen verschiedenen räumliche Anordnung (Konfiguration) der Atome haben, sind Stereoisomere. ☞ Man unterscheidet verschiedene Arten der Stereoisomerie (z.B. cis- und trans-Isomerie; fac- und merIsomerie; optische Isomerie oder Spiegelbildisomerie) Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis- und trans-Isomerie bei quadratisch-planaren Komplexen vom Typ [MA2B2] ☞ Bei Komplexen vom Typ [MA2B2] kann cis-transStereoisomerie auftreten! Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis- und trans-Isomerie bei [PtCl2(NH3)2]2+ ☞ Bei dem quadratisch-planaren Komplex [PtCl2(NH3)2]2+ gibt es zwei mögliche geometrische Anordnungen der Liganden: cis-Form (orange) trans-Form (schwefelgelb) ☞ Bei der trans-Form stehen die gleichen Liganden einander gegenüber, bei der cis-Form sind die gleichen Liganden einander benachbart! Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis- und trans-Isomerie bei [PtCl2(NH3)2]2+ cis-[PtCl2(NH3)2] Dr. Tsierkezos trans-[PtCl2(NH3)2] Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis- und trans-Isomerie bei quadratisch-planaren Komplexen vom Typ [MA2B2] cis-Form trans-Form Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Optische Isomerie bei tetraedrischen Komplexen vom Typ [MABCD] Spiegelbild Bild ☞ Bei tetraedrischen Komplexen vom Typ [MABCD] gibt es optische Isomerie (Spiegelbildisomerie). Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Optische Isomerie bei tetraedrischen Komplexen vom Typ [MABCD] ☞ Bei tetraedrischen Komplexen vom Typ [MA4], [MA3B] und [MA2B2] gibt es keine Isomere. ☞ Bei tetraedrischen Komplexen vom Typ [MABCD], also wenn alle vier Liganden unterschiedlich sind, gibt es zwei optische Isomere, die chemisch und physikalisch gleich sind, aber die Polarisationsebene polarisierten Lichtes in entgegengesetzte Richtungen drehen. Die beiden Isomere sind Bild und Spiegelbild zueinander. Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Spiegelbildisomerie bei einem organischen Molekül Bromo(chloro)fluoromethane CHBrClF Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Spiegelbildisomerie bei einem organischen Molekül 1-Chlor-1-fluorethan Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Isomerie bei oktaedrischen Komplexen ☞ Die oktaedrische sechsfache Koordination ist sehr häufig. Je nach Zahl und Art der Liganden kann es verschiedene Isomere geben. ☞ Bei oktaedrischen Komplexen kann ebenfalls cis- und trans-Isomerie, optische isomerie und auch fac- und merIsomerie auftreten. Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Isomerie bei oktaedrischen Komplexen vom Typ [MA4B2] ☞ Bei Komplexen des Typs [MA4B2] gibt es wie im planarquadratischen Fall cis-trans-Isomerie. Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Isomerie bei oktaedrischen Komplexen vom Typ [MA4B2] cis-Form trans-Form Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis- und trans-Isomerie bei dem Komplex [CrCl2(NH3)4]+ cis-Form Dr. Tsierkezos trans-Form Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis- und trans-Isomerie bei dem Komplex [CrCl2(NH3)4]+ Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis- und trans-Isomerie bei dem Komplex [CoCl2(NH3)4]+ Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis- und trans-Isomerie bei dem Komplex [CoCl2(NH3)4]+ cis-Form Dr. Tsierkezos trans-Form Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis- und trans-Isomerie bei dem Komplex [CoCl2(NH3)4]+ cis-Form Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis- und trans-Isomerie bei dem Komplex [CoCl2(NH3)4]+ trans-Form Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis- und trans-Isomerie bei dem Komplex [NiCl2(CN)4]4- cis-Form Dr. Tsierkezos trans-Form Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Isomerie bei oktaedrischen Komplexen vom Typ [MA3B3] ☞ Sind jeweils drei gleiche Liganden vorhanden (Komplextyp [MA3B3]) unterscheidet man die mer (meridionale) (drei gleiche Liganden in einer quadratischen Ebene) und die fac (faciale) (drei gleiche Liganden auf einer Dreiecks-Fläche) Koordination. Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Isomerie bei oktaedrischen Komplexen vom Typ [MA3B3] fac-Form mer-Form Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) fac-mer-Isomerie bei dem Komplex [RhCl3(H2O)3] Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) fac-mer-Isomerie bei dem Komplex [CoCl3(NH3)3] Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) fac-mer-Isomerie bei dem Komplex [CoCl3(CN)3]3- fac-Isomer Dr. Tsierkezos mer-Isomer Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Isomerie bei oktaedrischen Komplexen vom Typ [MA2B2C2] ☞ Bei Komplexen mit je zwei gleichen Liganden vom Typ [MA2B2C2] können alle cis- ständig zueinander angeordnet sein (sogenannte cis/cis/cis-Stereoisomere). In diesem Fall gibt es zwei optische Isomere. Weitere Isomere sind die trans/cis/cis- (nur zwei Liganden stehen zusammen) und die trans/trans/trans-Form, in der sich alle gleichen Liganden gegenüberstehen. Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis-cis-cis-Isomerie bei dem Komplex [PtCl2(NH3)2(Py)2]2+ optische Isomere Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis-cis-cis-Isomerie bei dem Komplex [CrBr2(H2O)2(NH3)2]+ Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Isomerie bei oktaedrischen Komplexen mit Chelatliganden vom Typ [M(A-A)3] ☞ Bei den oktaedrischen Komplexen mit drei gleichen Chelatliganden [M(A-A)3] gibt es zwei optische Isomere. Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Optische-Isomerie bei dem Komplex [Co(en)3]3+ optische Isomere Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Optische-Isomerie bei dem Komplex [Co(en)3]3+ Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Optische-Isomerie bei dem Komplex [Cr(ox)3]3- Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Optische-Isomerie bei dem Komplex [Fe(ox)3]3- Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Optische-Isomerie bei dem Komplex [Fe(ox)3]3- Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Isomerie bei oktaedrischen Komplexen mit Chelatliganden vom Typ [M(A-A)2B2] ☞ Bei Komplexen vom Typ [M(A-A)2B2] mit zwei ChelatLiganden und zwei anderen gleichen Liganden gibt es cis/trans-Isomerie bei der cis-Anordnung ebenfalls zwei optische Isomere. Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis-Isomerie bei dem Komplex [CoCl2(en)2]+ optische Isomere Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis-Isomerie bei dem Komplex [CoCl2(en)2]+ Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) trans-Isomerie bei dem Komplex [CoCl2(en)2]+ Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis/trans-Isomerie bei dem Komplex [Cr(CN)2(en)2]+ Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis-Isomerie bei dem Komplex [PtCl2(en)2]2+ optische Isomere Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Isomerie bei oktaedrischen Komplexen mit Chelatliganden [M(A-A-A-A)B2] ☞ Bei einem Komplex vom Typ [M(A-A-A-A)B2] mit einem vierzähnigen Ligand und zwei weiteren gleichen einzähnigen Liganden gibt es in der cis-Anordnung zwei Paare aus Stereoisomeren und in der trans-Anordnung dagegen nur ein Isomer. Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) [CrCl2(trien)]+ [CoCl2(trien)]+ Triethylentetramin Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Isomere bei oktaedrischen Komplexen Zähnigkeit Summenformel Stereoisomere/ Enantiomere einzähnig [MA6] 1/0 [MA5B] 1/0 [MA4B2] 2/0 [MA3B3] 2/0 [MA2B2C2] 4/2 zweizähnig [M(A-A)3] 2/2 ein- und zweizähnig [M(A-A)2B2] 3/2 ein- und vierzähnig [M(A-A-A-A)B2] 5/4 Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Übungsaufgaben Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) (1). Zeichnen Sie die möglichen Isomere des Komplexes [Cr(CN)2(en)2]+. Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Lösung Bei Komplexen vom Typ [M(A-A)2B2] mit zwei ChelatLiganden (en) und zwei anderen gleichen Liganden (CN-) findet man cis/trans-Isomerie und bei der cis-Isomerie ebenfalls zwei optische Isomere (Enantiomere)! ☞ Insgesamt drei Stereoisomere: ein Paar von cisIsomere (Enantiomeren) und ein trans-Isomer! Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) trans-Isomer Dr. Tsierkezos cis-Isomer Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) (2) Die zwei Ionen A und B weisen eine oktaedrische Geometrie an den Zentralatomen Co bzw. P auf. A und B, ein Kation und ein Anion, können ein Salz der Zusammensetzung AB bilden. Wieviele solcher Salze gibt es und in welcher stereochemischen Beziehung stehen sie jeweils zueinander? Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Lösung Die zwei Ionen sind chiral. Damit existieren je zwei enantiomere Formen, A und A' bzw. B und B'. Wenn ein Salz AB gebildet wird, ergeben sich vier Kombinationen, d.h. zwei diastereomere Enantiomerenpaare: AB und A'B' bzw. AB' und A'B sind enantiomer. Merke die Analogie zur Situation eines unabhängigen, organischen Moleküls konstitutionell stereogenen Zentren. Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) mit zwei unterschiedlichen, Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) (3) Zeichnen Sie die möglichen Isomere des Komplexes [CoCl2(en)2]+! Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) Lösung Bei Komplexen vom Typ [M(A-A)2B2] mit zwei ChelatLiganden (en) und zwei anderen gleichen Liganden (Cl-) findet man cis/trans-Isomerie und bei der cis-Isomerie ebenfalls zwei optische Isomere (Enantiomere) ☞ Insgesamt drei Stereoisomere: ein Paar von cisIsomere (Enantiomeren) und ein trans-Isomer Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) cis-Isomer Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) trans-Isomer Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) (3) Zeichnen Sie die möglichen Isomere der Komplexe: (a) [Fe(ox)3]3-; (b) [Fe(dipy)3]2+; (c) [Cr(ox)2(H2O)2]-; [Pt(en)3]4+; (e) [CoCl2(ox)2]3- Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) (d) [Fe(ox)3]3- => [Fe(C2O4)3]3- => [M(A-A)3]3- cis-Isomere (Enantiomeren) Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) [Fe(ox)3]3- => [Fe(C2O4)3]3- => [M(A-A)3]3- cis-Isomere (Enantiomeren) Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) [Fe(dipy)3]2+ => [M(A-A)3]3dipy = 2,2΄-Βipyridin Fe Fe cis-Isomere (Enantiomeren) Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) [Cr(ox)2(H2O)2]-; => [M(A-A)2B2]- Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) [Pt(en)3]4+ => [M(A-A)3]4+ Pt Pt cis-Isomere (Enantiomeren) Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016) [CoCl2(ox)2]3- => [M(A-A)2B2]3- cis-Isomere (Enantiomeren) trans-Isomer Dr. Tsierkezos Spezielle anorganische Chemie (Wintersemester 2015/2016)
