O complexo
é diamagnético e o complexo
é paramagnético com dois elétrons desemparelhados. Já o
tem um elétron desemparelhado enquanto o
têm cinco. Explique esses fatos usando a TCC.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre diferentes complexos metálicos e suas propriedades magnéticas. A matéria que vamos usar para resolver isso é a Teoria do Campo de Cristal (TCC). Com ela, vamos entender por que alguns complexos são diamagnéticos (sem elétrons desemparelhados) e outros são paramagnéticos (com elétrons desemparelhados).
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os metais e seus estados de oxidação nos complexos:
-
: Níquel com carga +2. -
: Níquel com carga +2. -
: Ferro com carga +3. -
: Ferro com carga +3.
Passo 3
Agora, vamos determinar a configuração eletrônica dos metais:
- Níquel (Ni) tem número atômico 28, então na forma +2, tem 26 elétrons. A configuração para os elétrons d é
. - Ferro (Fe) tem número atômico 26, então na forma +3, tem 23 elétrons. A configuração para os elétrons d é
.
Passo 4
A TCC nos diz que os ligantes (como CN⁻, Cl⁻ e H₂O) criam um campo elétrico que afeta a energia dos orbitais d do metal. Dependendo da força do campo do ligante, os elétrons podem se organizar de forma pareada ou desemparelhada.
Passo 5
Vamos ver os ligantes:
- CN⁻ é um ligante forte, ou seja, causa grande separação de energia nos orbitais d.
- Cl⁻ e H₂O são ligantes fracos, causando menor separação de energia.
Passo 6
Para o complexo
:
- Ni²⁺ com
e ligante forte (CN⁻). - Alta separação de energia faz com que todos os elétrons d coincidam em pares.
- Resultado: diamagético (sem elétrons desemparelhados).
Passo 7
Para o complexo
:
- Ni²⁺ com
e ligante fraco (Cl⁻). - Menor separação de energia permite que alguns elétrons fiquem desemparelhados.
- Resultado: paramagnético com dois elétrons desemparelhados.
Passo 8
Para o complexo
:
- Fe³⁺ com
e ligante forte (CN⁻). - Grande separação de energia pode forçar todos os elétrons a se emparelhar, mas como
em ligante forte, um elétron permanece desemparelhado. - Resultado: paramagnético com um elétron desemparelhado.
Passo 9
Para o complexo
:
- Fe³⁺ com
e ligante fraco (H₂O). - Menor separação permite que todos os cinco elétrons permaneçam desemparelhados.
- Resultado: paramagnético com cinco elétrons desemparelhados.
Resposta
Usando a Teoria do Campo de Cristal, explicamos que a força dos ligantes e a configuração eletrônica dos metais determinam o número de elétrons desemparelhados, resultando nas propriedades magnéticas observadas nos complexos.
Exercícios relacionados
Utilizando a TLV (Teoria da Ligação de Valência), escreva na forma de diagramas de quadrículas, as configurações eletrônicas em torno do íon central nos compostos abaixo e informe a geometria do complexo:
(complexo diamagnético)
Dê exemplos de pelo menos 3 forças intermoleculares e explica cada uma delas.
Dê o número de elétrons desemparelhados de cada um dos seguintes complexos:
Baseado na TCC, faça um diagrama de níveis de energia de orbitais mostrando a configuração dos elétrons