De acordo com a TCC, se o complexo
determine a Energia de Estabilização do Campo Cristalino (EECC) e determine se ele é paramagnético ou diamagnético? Justifique a sua opção. Calcule o momento magnético.
Passo 1
Beleza, vamos resolver o exercício sobre o complexo
usando a Teoria do Campo de Cristal (TCC). Precisamos determinar a Energia de Estabilização do Campo Cristalino (EECC), identificar se o complexo é paramagnético ou diamagnético e calcular o momento magnético. Para isso, vamos precisar entender o estado de oxidação do cobalto, a distribuição eletrônica, a geometria do complexo e como isso afeta as propriedades magnéticas.
Passo 2
Primeiro, vamos descobrir o estado de oxidação do cobalto no complexo
. Sabemos que cada íon cloreto (
) tem carga -1. Como são seis cloretos, a carga total dos ligantes é
. O complexo tem carga total de -3, então a carga do cobalto deve compensar isso:
Então, o cobalto está no estado de oxidação +3.
Passo 3
Agora, vamos determinar a configuração eletrônica do íon
. O cobalto (Co) tem número atômico 27, então sua configuração eletrônica neutra é:
Como estamos lidando com
, precisamos remover três elétrons. Normalmente, os elétrons são removidos primeiro dos orbitais 4s e depois dos 3d:
Então, temos 6 elétrons nos orbitais 3d.
Passo 4
Vamos analisar a geometria do complexo
. Com seis ligantes, a geometria mais comum é octaédrica. Na TCC, os orbitais d se dividem em dois conjuntos em um campo octaédrico: os orbitais
(mais estáveis) e os
(menos estáveis).
Como o
é um ligante de campo fraco, ele não causa um grande emparelhamento eletrônico. Portanto, o complexo será de alto spin. Para um íon
com configuração
em alto spin:
- Orbitais
: 4 elétrons (com dois pares e dois elétrons desemparelhados) - Orbitais
: 2 elétrons (desemparelhados)
A EECC é calculada pela diferença de energia devido ao emparelhamento dos elétrons nos orbitais
e
. A fórmula geral para EECC em um campo octaédrico é:
Substituindo:
Então, a EECC é
.
Passo 5
Para determinar se o complexo é paramagnético ou diamagnético, precisamos verificar se há elétrons desemparelhados. No nosso caso, com a distribuição
em alto spin, temos 4 elétrons desemparelhados nos orbitais
e 2 nos
, totalizando 4 elétrons desemparelhados.
Como há elétrons desemparelhados, o complexo é paramagnético.
Passo 6
Agora, vamos calcular o momento magnético (
) usando a fórmula de Spin:
Onde
é o número de elétrons desemparelhados. No nosso caso,
:
Portanto, o momento magnético é aproximadamente
.
Resposta
O complexo
possui uma EECC de
, é paramagnético devido à presença de 4 elétrons desemparelhados e seu momento magnético é aproximadamente
.