Os amincomplexos de vários cátions metálicos podem ser obtidos a partir dos respectivos aquacomplexos, pela adição de solução concentrada de hidróxido de amônio. As seguintes colorações foram observadas:
Cátion metálico Coloração do aquocomplexo Coloracão do amincomplexo
|c|c|c| hline Cátion metálico & Coloração do aquocomp<=xo & Coloracão do amincomp<=xo hline $Co^2+$ & Rosa & Laranja hline $Ni^2+$ & Verde & Lilás hline $Cu^2+$ & Azul claro & Azul marinho hline $Zn^2+$ & Incolor & Incolor hline $Cd^2+$ & Incolor & Incolor hline Rosa Laranja
deCo^2+, Ni^2+ e Cu^2+ Verde Lilás
Zn^2+ Azul claro Azul marinho
Cd^2+ Incolor Incolor
Zn^2+ e Cd^2+ Incolor Incolor
a) Explique por que tanto os aquacomplexos quanto os amincomplexos são coloridos, enquanto os de e são incolores.
b) Represente os complexos formados com fórmulas entre colchetes, considerando que todos são octaédricos hexacoordenados, exceto os amincomplexos de que são tetraédricos.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado fala sobre complexos de cátions metálicos com água e amônia, e nos diz as cores observadas para cada um. O conteúdo aqui envolve química de coordenação, especificamente a formação de complexos e a relação entre a estrutura desses complexos e suas cores. Para resolver, vamos precisar entender como os elétrons nos metais de transição absorvem luz, o que causa as cores observadas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender por que alguns complexos são coloridos e outros não. Isso tem a ver com a presença de elétrons d nos metais de transição. Metais como Co²⁺, Ni²⁺ e Cu²⁺ têm elétrons d que podem sofrer transições de energia quando absorvem luz, resultando em cores visíveis. Já Zn²⁺ e Cd²⁺ têm configurações eletrônicas completas nos orbitais d, sem elétrons disponíveis para essas transições, tornando seus complexos incolores.

Passo 3

Vamos detalhar isso: em metais de transição, os elétrons nos orbitais d podem ser promovidos para orbitais de energia mais alta quando absorvem luz. Essa transição é o que dá origem às cores dos complexos. Por exemplo, no Co²⁺, Ni²⁺ e Cu²⁺, há elétrons d que podem fazer essa migração. Já no Zn²⁺ e Cd²⁺, os orbitais d estão completos (Zn²⁺ tem a configuração [Ar] 3d¹⁰ e Cd²⁺ tem [Kr] 4d¹⁰), o que significa que não há elétrons disponíveis para essas transições, resultando em complexos sem cor.

Passo 4

Além disso, a geometria do complexo também influencia na cor, mas o fator principal aqui é a presença ou ausência de elétrons d disponíveis para transições eletrônicas. Nos complexos coloridos, a interação entre os ligantes (como água e amônia) e o metal causa uma separação de energia nos orbitais d, conhecida como separação de campo, que determina a cor observada.

Passo 5

Resumindo, os complexos de Co²⁺, Ni²⁺ e Cu²⁺ são coloridos porque possuem elétrons d que podem absorver luz e causar transições eletrônicas, enquanto os complexos de Zn²⁺ e Cd²⁺ são incolores por não terem elétrons d disponíveis para tais transições.

Passo 6

Agora, vamos para a segunda parte do exercício: representar as fórmulas dos complexos formados. Sabemos que todos são hexacoordenados e octaédricos, exceto os amincomplexos de Zn²⁺ e Cd²⁺, que são tetraédricos.

Passo 7

Primeiro, vamos representar os aquacomplexos. Como são octaédricos e hexacoordenados, cada metal está ligado a seis moléculas de água. A fórmula geral será [M(H₂O)₆]²⁺, onde M representa o metal.

Passo 8

Para os amincomplexos, também hexacoordenados, os ligantes de água são substituídos por moléculas de amônia (NH₃). Então, a fórmula geral será [M(NH₃)₆]²⁺.

Passo 9

No caso dos amincomplexos de Zn²⁺ e Cd²⁺, que são tetraédricos, há apenas quatro ligantes. Portanto, a fórmula será [M(NH₃)₄]²⁺.

Resposta

a) &Aquacomp<=xos: [Co(H2O)6]^2+, [Ni(H2O)6]^2+, [Cu(H2O)6]^2+, &[Zn(H2O)6]^2+, [Cd(H2O)6]^2+ &Amincomp<=xos: [Co(NH3)6]^2+, [Ni(NH3)6]^2+, [Cu(NH3)6]^2+, &[Zn(NH3)4]^2+, [Cd(NH3)4]^2+

Exercícios relacionados