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.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que está acontecendo aqui! A questão fala sobre dois compostos químicos: fluoreto de cromo(II) (
) e fluoreto de manganês(II) (
). Ambos têm o íon central (Cr²⁺ ou Mn²⁺) cercado por seis átomos de flúor (
). No caso do manganês, todas as ligações Mn-F têm o mesmo comprimento, mas no cromo, quatro delas são iguais e duas são mais curtas. A gente precisa explicar por quê isso acontece. Para resolver, vamos usar conceitos de geometria molecular e teoria dos orbitais de valência, especialmente a distorsão de Jahn-Teller.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a geometria desses compostos. Tanto
quanto
têm uma geometria octaédrica, onde o íon central está cercado por seis ligantes (neste caso, os átomos de flúor) posicionados nos vértices de um octaedro.
Passo 3
Agora, vamos olhar para a configuração eletrônica dos íons centrais. O cromo(II) (
) tem uma configuração de d4, ou seja, quatro elétrons na camada d. Já o manganês(II) (
) tem uma configuração de d5, com cinco elétrons na camada d.
Passo 4
Aqui entra a teoria da Distorsão de Jahn-Teller. Essa teoria explica que certos complexos com configurações eletrônicas específicas podem sofrer distorções para reduzir a energia do sistema. Isso geralmente acontece em complexos octaédricos com distribuições desiguais de elétrons em orbitais degenerados (orbitais que têm a mesma energia).
Passo 5
No caso do
com configuração d5, os elétrons estão distribuídos uniformemente nos cinco orbitais d disponíveis (
,
,
,
,
). Isso resulta em todas as ligações Mn-F tendo o mesmo comprimento, pois não há necessidade de distorção para acomodar a distribuição dos elétrons.
Passo 6
Já para o
com configuração d4, há uma distribuição desigual dos elétrons nos orbitais d. Isso cria uma situação onde a distorção de Jahn-Teller pode ocorrer para minimizar a repulsão entre elétrons e reduzir a energia do complexo. Como resultado, duas das ligações Cr-F se tornam mais curtas, enquanto as outras quatro permanecem mais longas e equidistantes.
Passo 7
Então, resumindo, a diferença no comprimento das ligações nos dois compostos se deve à distorção de Jahn-Teller que ocorre no
devido à sua configuração eletrônica d4. Essa distorção leva a duas ligações mais curtas para reduzir a energia do sistema, enquanto no
com configuração d5, a distribuição eletrônica é simétrica, mantendo todas as ligações iguais.
Resposta
A diferença nos comprimentos das ligações
e
se deve à distorção de Jahn-Teller presente no
com configuração eletrônica d4, que provoca duas ligações mais curtas no complexo octaédrico, enquanto no
com configuração d5, a distribuição eletrônica simétrica mantém todas as ligações
equidistantes.