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Chimie inorganique

Isomérie et nomenclature des complexes

Une formule de coordination ne fixe pas une structure unique : positions, atomes de liaison ou connectivités des ligands peuvent varier. La nomenclature précise la structure visée.

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IntuitionIntuition : mêmes constituants, arrangements différents

Le cisplatine et le transplatin ont la formule [PtCl₂(NH₃)₂], mais les chlorures sont adjacents dans le premier et opposés dans le second. Cette différence géométrique modifie leurs propriétés.

Faire tourner les complexes Pt plan carré. Les atomes Cl et N sont visibles ; comparer les chlorures adjacents et opposés.

ScolaireNiveau scolaire : classer les différences

Définition: Isomérie géométrique

Les isomères géométriques ont la même connectivité mais des dispositions spatiales différentes. cis/trans s’emploie pour certains complexes plan carré ou octaédriques ; fac/mer distingue trois ligands identiques en octaèdre.

Définition: Isomérie de liaison et d’ionisation

Un isomère de liaison utilise un ligand ambidentate par un autre atome donneur (nitro-κN / nitrito-κO). Les isomères d’ionisation échangent anion coordonné et contre-ion.

Isoméries courantes des complexes
TypeDifférenceExemple
GéométriquePositions des ligands[PtCl₂(NH₃)₂] cis/trans
OptiqueChiralité[Co(en)₃]³⁺, Δ/Λ
De liaisonAtome donneur[Co(NH₃)₅NO₂]²⁺

Exemple: Nommer un complexe octaédrique

Donner le nom de type IUPAC de K₃[Fe(CN)₆].

Solution

Nommer d’abord le cation potassium. L’anion comporte six ligands cyanido (hexacyanido) et Fe(III) ; le complexe anionique se nomme ferrate : hexacyanidoferrate(III) de potassium.

UniversitaireUniversité : formule de coordination et nomenclature

Avant de nommer, identifier l’entité de coordination, les ligands et leur denticité. Classer les ligands alphabétiquement (sans tenir compte des préfixes), puis nommer le métal et son degré d’oxydation ; un complexe anionique prend la forme ferrate, cuprate.

charge du complexe=eˊtat d’oxydation du meˊtal+∑icharges des ligandsi\text{charge du complexe} = \text{état d’oxydation du métal} + \sum_i \text{charges des ligands}_i

La notation κ précise l’atome donneur en cas d’ambiguïté (thiocyanato-κN / -κS). μ désigne un ligand pontant et η l’hapticité en organométallique : ces symboles décrivent des informations distinctes.

Les énantiomères sont des images miroir non superposables. Dans [M(AA)₃] octaédrique, les hélices droite et gauche sont notées Δ et Λ. Le complexe peut être optiquement actif, mais le signe de rotation ne découle pas de Δ/Λ.

Exemple: Degré d’oxydation par bilan de charge

Déterminer le degré d’oxydation de Co dans [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂.

Solution

Deux chlorures extérieurs donnent un cation complexe +2. NH₃ est neutre et Cl coordonné vaut −1 : x−1=+2, donc Co(III). Le sel est le chlorure de pentaamminechloridocobalt(III).

Pour Pt(II) d⁸ plan carré, cis-[PtCl₂(NH₃)₂] est polaire tandis que les dipôles de liaison du trans s’annulent. La géométrie influence solubilité, substitution, liaison à la cible et pharmacologie.

AvancéDescripteurs stéréochimiques et fluxionalité

cis/trans ne convient pas à tous les polyèdres. Pour les structures de basse symétrie, utiliser des locants ou des descripteurs établis ; au besoin préciser géométrie et correspondance des atomes donneurs.

Les complexes peuvent être fluxionnels : la pseudorotation de Berry échange les sites d’une bipyramide trigonale ; les réarrangements octaédriques suivent des voies dissociatives, associatives ou d’échange. Un dessin n’est qu’un instantané.

Références