Duas soluções foram preparadas por um aluno de química de coordenação contendo ânions complexos com geometrias diferentes. A primeira solução continha o ânion tetraédrico do tipo
; onde
é um metal
. A segunda, utilizando o mesmo metal, agora na presença de fluoretos, o ânion
foi formado.
Ambas as soluções tiveram seus espectros eletrônicos medidos em uma cubeta de 1 cm . Uma solução apresentou três absorções:
e
; a outra apresentou apenas duas bandas: 655 nm e 432 nm . a) Calcule o
e o
de ambos os complexos. b) Diga quais são as transições observadas em ambos os complexos. c) Calcule o valor de B e caso tenha uma banda sobreposta, preveja qual o valor de absorção desta transição em nm e
.
Ambas as soluções tiveram seus espectros eletrônicos medidos em uma cubeta de 1 cm . Uma solução apresentou três absorções:
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos duas soluções com ânions complexos de geometrias diferentes: um tetraédrico
e outro octaédrico
, ambos com um metal de configuração
. Precisamos calcular as separações de campo (
para octaédrico e
para tetraédrico), identificar as transições observadas nos espectros eletrônicos e calcular o valor de B, além de prever absorções sobrepostas. Para isso, vamos precisar entender a teoria de campo cristalino e como ela se aplica a diferentes geometrias de complexos.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o campo cristalino. Em química de coordenação, o campo cristalino refere-se à interação entre os ligantes e os orbitais d do metal central. Essa interação causa uma separação de energia entre os orbitais d, que chamamos de
. A magnitude dessa separação depende da geometria do complexo:
para complexos octaédricos e
para tetraédricos. Para calcular essas separações, usamos as energias das absorções observadas nos espectros eletrônicos.
Passo 3
Vamos começar com a solução que tem o ânion octaédrico
. As três absorções observadas são em
,
e
. Em um complexo octaédrico
, as transições eletrônicas geralmente são
,
, etc. A maior absorção geralmente corresponde à transição de maior energia, que é relacionada à diferença de campo cristalino
.
Passo 4
A fórmula para calcular
é direta:
, onde
é a constante de Planck,
é a velocidade da luz e
é o número de onda na absorção. Como já temos
em
, podemos usar essa relação diretamente para encontrar
.
Por exemplo, para a absorção de
:
De fato, a separação de campo
é igual à maior absorção observada, que é
.
Passo 5
Agora, vamos para o ânion tetraédrico
. As absorções observadas são em
e
. Primeiro, precisamos converter essas absorções de nanômetros para
para calcular
. A relação entre comprimento de onda (
) e número de onda (
) é:
Então, para
:
E para
:
A maior absorção corresponde a
, então:
Passo 6
Resumindo a parte (a):
- Para o complexo octaédrico
: - Para o complexo tetraédrico
:
Passo 7
Agora, na parte (b), precisamos identificar quais transições eletrônicas foram observadas nos complexos. Em um complexo
, como temos, as transições principais são dos níveis de energia
para
em octaédrico, ou semelhantes em tetraédrico. As absorções correspondem a essas transições eletrônicas:
- No complexo octaédrico, as três absorções indicam múltiplas transições entre os orbitais d.
- No complexo tetraédrico, as duas absorções indicam as transições presentes nessa geometria.
Passo 8
Para a parte ©, calcular o valor de B envolve usar os dados espectroscópicos e aplicar relações de química de coordenação que relacionam
com parâmetros como o parâmetro de Racah B. Se houver uma banda sobreposta, podemos prever sua posição com base nas separações de energia calculadas e converter de
para nm usando a relação inversa:
Por exemplo, se uma banda sobreposta estiver em
, então:
Resposta
a) As separações de campo são
para o complexo octaédrico
e
para o complexo tetraédrico
.
Exercícios relacionados
Fluoreto de cromo(II) e fluoreto de manganês(II) apresentam o íon central rodeado por seis ligantes fluoretos (
-). Os comprimentos das ligações
são equidistantes, enquanto que no composto de Cr (II) temos 4 ligações
equidistantes e duas ligações
mais curtas. Explique detalhadamente este comportamento.
Determinou-se a constante de velocidade para a decomposição de primeira ordem de um composto orgânico, em diversas temperatura.
|
0,00492 | 0,0216 | 0,095 | 0,326 | 1,15 |
---|---|---|---|---|---|
|
5 | 15 | 25 | 35 | 45 |
Calcule a energia de ativação para a reação e a constante cinética a
.
A relação a seguir mostra a variação da concentração de uma substância A, em função do tempo, em uma reação química: a
t (min) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
11,0 | 7,0 | 4,3 | 3,0 | 2,0 | 1,0 | 0,5 | 0,3 | 0,2 | 0,2 |
Determine a velocidade média de desaparecimento de A para cada intervalo de reação.
A velocidade inicial da reação,
Produtos foi determinada a partir das concentrações iniciais dos reagentes A e B. Usando os dados da Tabela abaixo, determine a ordem de reação para cada um dos reagentes envolvidos.
Experimento |
|
|
Velocidade inicial <br>
|
---|---|---|---|
1 | 0,36 | 0,42 | 0,0089 |
2 | 0,36 | 0,126 | 0,0801 |
3 | 0,72 | 0,126 | 0,1602 |