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