A frequência da vibração do estiramento simétrico (
) dos aquaíons octaédricos
aumenta ao longo da série
. Como esta tendência se relaciona com a acidez dessas espécies?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente tem uma série de aquaíons octaédricos, tipo [M(H₂O)₆]²⁺, onde M pode ser Ca²⁺, Mn²⁺ ou Ni²⁺. A frequência da vibração do estiramento simétrico das ligações M-O está aumentando nessa ordem: Ca²⁺ < Mn²⁺ < Ni²⁺. A pergunta é: como essa tendência está relacionada com a acidez dessas espécies? Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre espectroscopia vibracional e o conceito de acidez em complexos metálicos.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a frequência de vibração das ligações M-O. Em espectroscopia vibracional, quanto mais forte for a ligação entre dois átomos, maior será a frequência com que eles vibram. Isso significa que se a frequência está aumentando de Ca para Mn para Ni, as ligações M-O estão ficando mais fortes nessa série.
Passo 3
Agora, por que as ligações estão ficando mais fortes? Isso está relacionado com o tamanho e a carga efetiva do íon metálico. Íons menores com maior carga efetiva têm uma maior densidade de carga, o que aumenta a força de atração entre o metal e as moléculas de água ligadas a ele.
Passo 4
Essa maior força de atração impacta a acidez dos aquaíons. Íons metálicos com ligações M-O mais fortes tendem a polarizar mais as moléculas de água ligadas, facilitando a liberação de prótons (H⁺). Ou seja, quanto mais forte a ligação M-O, maior a acidez do complexo, porque ele consegue doar prótons mais facilmente.
Passo 5
Então, colocando tudo junto: à medida que a frequência de vibração aumenta de Ca²⁺ para Mn²⁺ para Ni²⁺, isso indica que as ligações M-O estão ficando mais fortes. Essa maior força de ligação aumenta a capacidade do complexo de doar prótons, ou seja, aumenta sua acidez.
Resposta
Portanto, a tendência de aumento na frequência de vibração das ligações M-O de Ca²⁺ para Mn²⁺ para Ni²⁺ está diretamente relacionada ao aumento da acidez dessas espécies, já que ligações mais fortes facilitam a liberação de prótons.