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 TLV.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você me apresentou um exercício sobre a magnetização de diferentes complexos de níquel e ferro. A gente vai usar a Teoria de Campo de Ligação (TLV) para entender por que alguns desses complexos são diamagnéticos (sem elétrons desemparelhados) e outros são paramagnéticos (com elétrons desemparelhados). Precisamos analisar como os ligantes afetam a distribuição dos elétrons nos orbitais d dos metais.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar que a Teoria de Campo de Ligação nos ajuda a entender como os ligantes (como CN⁻, Cl⁻, H₂O) interagem com os orbitais d do metal central. Esses ligantes causam uma divisão de energia nos orbitais d, criando níveis de energia diferentes. A forma dessa divisão depende da geometria do complexo e da força do campo criado pelos ligantes.

Passo 3

Vamos considerar que os complexos mencionados têm geometria tetraédrica ou octaédrica, que são as mais comuns. No caso do níquel e do ferro, os ligantes diferentes (CN⁻, Cl⁻, H₂O) afetam a divisão de energia de maneira distinta, influenciando quantos elétrons ficam desemparelhados.

Passo 4

Para cada complexo, vamos identificar o número de elétrons no orbital d do metal central e como eles se distribuem nos orbitais divididos pela TLV:
  1. [Ni(CN)₄]²⁻:
    • Níquel tem configuração d⁸.
    • CN⁻ é um ligante de campo forte, causando uma grande divisão de energia.
    • No campo forte tetraédrico, todos os elétrons se emparelham, resultando em diamagnetismo.
  2. [NiCl₄]²⁻:
    • Níquel tem configuração d⁸.
    • Cl⁻ é um ligante de campo fraco, causando uma pequena divisão de energia.
    • No campo fraco tetraédrico, dois elétrons permanecem desemparelhados, resultando em paramagnetismo.
  3. [Fe(CN)₆]³⁻:
    • Ferro tem configuração d⁵.
    • CN⁻ é um ligante de campo forte.
    • No campo forte octaédrico, a grande divisão de energia faz com que apenas um elétron fique desemparelhado, resultando em paramagnetismo.
  4. [Fe(H₂O)₆]³⁺:
    • Ferro tem configuração d⁵.
    • H₂O é um ligante de campo fraco.
    • No campo fraco octaédrico, todos os cinco elétrons ficam desemparelhados, resultando em paramagnetismo.

Passo 5

Então, resumindo, a diferença no comportamento magnético desses complexos se deve à força do campo dos ligantes (campo forte vs. campo fraco) e à geometria do complexo (tetraédrico vs. octaédrico). Ligantes de campo forte como CN⁻ promovem maior emparelhamento de elétrons, podendo levar ao diamagnetismo, enquanto ligantes de campo fraco como Cl⁻ e H₂O permitem mais elétrons desemparelhados, resultando em paramagnetismo.

Resposta

Utilizando a Teoria de Campo de Ligação, observamos que [Ni(CN)₄]²⁻ é diamagnético porque CN⁻, um ligante de campo forte em estrutura tetraédrica, emparelha todos os elétrons d⁸ do níquel. Já [NiCl₄]²⁻ é paramagnético com dois elétrons desemparelhados, já que Cl⁻, um ligante de campo fraco, não emparelha todos os elétrons. Para o ferro, [Fe(CN)₆]³⁻ apresenta um elétron desemparelhado devido ao campo forte em estrutura octaédrica, enquanto [Fe(H₂O)₆]³⁺ tem cinco elétrons desemparelhados por ter ligantes de campo fraco. Assim, a força do campo dos ligantes e a geometria do complexo determinam a presença ou ausência de elétrons desemparelhados e, consequentemente, o comportamento magnético.

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