De acordo com a TCC, se o complexo [CoCl6]^3- 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 [CoCl6]^3- 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 [CoCl6]^3-. Sabemos que cada íon cloreto ( Cl^-) tem carga -1. Como são seis cloretos, a carga total dos ligantes é 6 times (-1) = -6. O complexo tem carga total de -3, então a carga do cobalto deve compensar isso:
Carga do Co + (-6) = -3 implies Carga do Co = +3
Então, o cobalto está no estado de oxidação +3.

Passo 3

Agora, vamos determinar a configuração eletrônica do íon Co^3+. O cobalto (Co) tem número atômico 27, então sua configuração eletrônica neutra é:
Co: [Ar], 3d^7,4s^2
Como estamos lidando com Co^3+, precisamos remover três elétrons. Normalmente, os elétrons são removidos primeiro dos orbitais 4s e depois dos 3d:
Co^3+: [Ar], 3d^6
Então, temos 6 elétrons nos orbitais 3d.

Passo 4

Vamos analisar a geometria do complexo [CoCl6]^3-. 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 t2g (mais estáveis) e os eg (menos estáveis).
Como o Cl^- é um ligante de campo fraco, ele não causa um grande emparelhamento eletrônico. Portanto, o complexo será de alto spin. Para um íon Co^3+ com configuração 3d^6 em alto spin:
  • Orbitais t2g: 4 elétrons (com dois pares e dois elétrons desemparelhados)
  • Orbitais eg: 2 elétrons (desemparelhados)
A EECC é calculada pela diferença de energia devido ao emparelhamento dos elétrons nos orbitais t2g e eg. A fórmula geral para EECC em um campo octaédrico é:
EECC = (-0,4,Deúéúé
Substituindo:
EECC = (-0,4,De
Então, a EECC é -0,4,De.

Passo 5

Para determinar se o complexo é paramagnético ou diamagnético, precisamos verificar se há elétrons desemparelhados. No nosso caso, com a distribuição t2g^4,eg^2 em alto spin, temos 4 elétrons desemparelhados nos orbitais t2g e 2 nos eg, totalizando 4 elétrons desemparelhados.
Como há elétrons desemparelhados, o complexo é paramagnético.

Passo 6

Agora, vamos calcular o momento magnético ( mu) usando a fórmula de Spin:
mu = raizn(n + 2), muB
Onde n é o número de elétrons desemparelhados. No nosso caso, n = 4:
mu = raiz4(4 + 2) = raiz24 approx 4,90, muB
Portanto, o momento magnético é aproximadamente 4,90, muB.

Resposta

O complexo [CoCl6]^3- possui uma EECC de -0,4,De, é paramagnético devido à presença de 4 elétrons desemparelhados e seu momento magnético é aproximadamente 4,90, muB.

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