Considere os complexos de Ni (II) e Co (II) com os ligantes Br, NH3 e CN- tipicamente de campo fraco, intermediário e forte, respectivamente, e responda o que se pede:
a) Explique porque apenas o complexo de Ni (II) com CN^-é diamagnético, enquanto os demais são paramagnéticos;
b) Quais as geometrias esperadas em cada caso?

Passo 1

Vamos lá! O enunciado pede para a gente analisar complexos de Ni(II) e Co(II) com os ligantes Br⁻, NH₃ e CN⁻, que têm campos de força fraco, intermediário e forte, respectivamente. Precisamos entender por que apenas o complexo de Ni(II) com CN⁻ é diamagnético, enquanto os outros são paramagnéticos, e também descobrir quais são as geometrias esperadas para cada caso. Para isso, vamos precisar conhecer conceitos de magnetismo em complexos, teoria do campo cristalino e tipos de geometria molecular.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa um complexo ser diamagnético ou paramagnético. Diamagnético significa que o complexo não tem elétrons desapareados e, portanto, não é atraído por um campo magnético. Paramagnético, por outro lado, indica que há elétrons desapareados no complexo, fazendo com que seja atraído por um campo magnético.

Passo 3

Agora, precisamos saber quantos elétrons desapareados cada metal possui nos diferentes campos dos ligantes. Para isso, usamos a teoria do campo cristalino, que nos ajuda a determinar a distribuição dos elétrons nos orbitais d do metal central influenciada pelos ligantes.

Passo 4

Vamos analisar o complexo de Ni(II) com CN⁻. Ni(II) tem uma configuração eletrônica de [Ar] 3d⁸. O ligante CN⁻ é um campo forte, o que significa que ele causa uma grande separação de energia nos orbitais d, levando a um emparelhamento dos elétrons. Com isso, todos os elétrons ficam emparelhados, tornando o complexo diamagnético.

Passo 5

Agora, para os outros complexos: Ni(II) com Br⁻ e NH₃, e Co(II) com Br⁻, NH₃ e CN⁻. Br⁻ é um ligante de campo fraco, NH₃ é de campo intermediário e CN⁻ é de campo forte. Em ligantes de campo fraco e intermediário, a separação de energia dos orbitais d não é suficiente para emparelhar todos os elétrons, resultando em elétrons desapareados e, portanto, complexos paramagnéticos.

Passo 6

Portanto, apenas o complexo de Ni(II) com CN⁻, que tem um ligante de campo forte suficiente para emparelhar todos os elétrons, é diamagnético. Os demais complexos têm ligantes que não promovem emparelhamento completo, mantendo elétrons desapareados e tornando-os paramagnéticos.

Passo 7

Sobre as geometrias esperadas: a geometria de um complexo depende do número de ligações e do arranjo espacial dos ligantes ao redor do metal central. Para metais com 6 ligações, a geometria mais comum é octaédrica. Se houver menos ligações, podemos ter geometrias diferentes, como tetraédrica ou quadrado planar. No caso dos complexos mencionados, geralmente esperamos geometria octaédrica devido à coordenação típica de 6 ligantes nesses sistemas.

Resposta

a) Apenas o complexo de Ni(II) com CN⁻ é diamagnético porque o CN⁻ é um ligante de campo forte que promove o emparelhamento de todos os elétrons, eliminando elétrons desapareados. Nos demais complexos, os ligantes têm campos mais fracos ou intermediários, não conseguindo emparelhar todos os elétrons, resultando em paramagnetismo.
b) A geometria esperada para todos os complexos analisados é geralmente octaédrica, devido à coordenação típica de 6 ligantes ao redor do metal central.

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