Géométries de complexes octaédriques contenants deux ligands monodentes

Durée : 15 mn

Note maximale : 10

Question

Des réactions successives de substitution de\(\textrm H_2\textrm O\)par\(\textrm{NH}_3\) sont menées sur le complexe \([\textrm{Co(H}_2\textrm{O})_6]^{3+}\) .

On considère ainsi les complexes \(\big[  \textrm{Co(NH}_3)_n(\textrm H_2\textrm O)_{6-n}\big]^{3+}\) avec \(n\) entier compris entre 1 et 5.

Pour les 5 formules, déterminer le nombre de stéréoisomères possibles ? Les dessiner tous. Donner le nom des stéréoisomères s'il y a lieu.

Certains de ces complexes sont-ils chiraux ?

Solution

Les complexes 1 et 2 vérifiant \(n_2 = 6 - n_1\) sont obtenus en changeant les ligands\(\textrm{NH}_3\)par des ligands\(\textrm H_2\textrm O\)et inversement. Ils présenteront donc le même nombre de stéréoisomères.

Les complexes \(n = 1\) et \(n = 5\) ne présentent qu'un seul isomère : ils sont schématisés ci-dessous.

Les complexes \(n = 2\) et \(n = 4\) présentent chacun deux stéréoisomères : un isomère \(cis\) et un isomère \(trans\). Ils sont schématisés ci-dessous.

Pour \(n = 3\) , deux stéréoisomères peuvent exister : un isomère \(mer\) et un isomère \(fac\). Ils sont schématisés ci-dessous.

Tous ces complexes présentent au moins un plan de symétrie, aucun d'entre eux n'est donc chiral.

Barème :

1 point par complexe correctement identifié, nommé et dessiné,

2 points pour avoir vu qu'aucun de ces complexes n'est chiral.