O íon
tem um elétron desemparelhado, enquanto
tem cinco elétrons desemparelhados. A partir desses resultados, responda: a) quantos elétrons estão nos orbitais d no metal nestes complexos? b) o que se pode concluir a respeito de cada complexo, se é de spin alto ou spin baixo? c) o que se pode concluir sobre a posição do NCS na série espectroquímica? c) qual complexo absorverá fótons de maior comprimento de onda?
Passo 1
Vamos analisar o enunciado da questão. Temos dois complexos de ferro:
e
. Sabemos que o primeiro possui um elétron desemparelhado e o segundo possui cinco elétrons desemparelhados. Vamos usar a teoria do campo cristalino para entender a distribuição dos elétrons nos orbitais d do metal central e responder às perguntas propostas.
Passo 2
a) Quantos elétrons estão nos orbitais d no metal nestes complexos?
Primeiro, precisamos determinar a configuração eletrônica do íon ferro no estado de oxidação +3, já que ambos os complexos são de
.
O ferro (Fe) possui configuração eletrônica:
. Ao perder três elétrons para formar
, removemos os dois elétrons 4s e um elétron 3d, ficando assim com
.
Portanto, no estado
, temos 5 elétrons nos orbitais d.
Passo 3
b) O que se pode concluir a respeito de cada complexo, se é de spin alto ou spin baixo?
A quantidade de elétrons desemparelhados nos orbitais d nos dá informações sobre se o complexo é de spin alto ou baixo.
-
tem 1 elétron desemparelhado. -
tem 5 elétrons desemparelhados.
No complexo de spin baixo, os ligantes causam uma grande separação de energia entre os orbitais d, levando os elétrons a se emparelhar. Já no complexo de spin alto, a separação de energia é menor, permitindo mais elétrons desemparelhados.
Portanto:
-
é de spin baixo. -
é de spin alto.
Passo 4
c) O que se pode concluir sobre a posição do NCS na série espectroquímica?
A série espectroquímica ordena os ligantes com base na sua capacidade de separar os orbitais d do metal central, influenciando o número de elétrons desemparelhados.
Sabemos que
é um ligante de campo forte, causando grande separação de energia e resultando em poucos elétrons desemparelhados (spin baixo). Já
resulta em mais elétrons desemparelhados (spin alto), indicando que é um ligante de campo mais fraco.
Portanto, o NCS está abaixo do CN na série espectroquímica, sendo um ligante de campo mais fraco.
Passo 5
d) Qual complexo absorverá fótons de maior comprimento de onda?
A absorção de luz está relacionada à diferença de energia entre os orbitais d. Ligantes que causam menor separação de energia (
) resultam em absorção de fótons com menor energia e, portanto, comprimentos de onda maiores, já que
.
Como
é de spin alto e possui uma menor separação de energia devido ao ligante NCS ser de campo mais fraco, ele absorverá fótons de maior comprimento de onda comparado ao complexo de spin baixo.
Resposta
a) Ambos os complexos possuem 5 elétrons nos orbitais d do ferro.
b)
é de spin baixo e
é de spin alto.
c) O NCS está posicionado abaixo do CN na série espectroquímica, sendo um ligante de campo mais fraco.
d)
absorverá fótons de maior comprimento de onda.
Exercícios relacionados
a) Calcule a energia (Mev) por nucleon liberada em cada um dos seguintes processos abaixo. b) Qual dos processos é mais rentável energeticamente? Explique a sua resposta.
Trítio (
) decai por emissão
para
com meia-vida de 12,26 anos. Uma amostra de um composto contendo trítio possui uma atividade inicial de
. Calcule o número
de núcleos de trítio na amostra inicial, a constante de decaimento e a atividade após 2,5 anos.
Com relação a transmutação do nuclídeo a, responda: a) qual o processo envolvido? b) energia é absorvida ou liberada neste processo? c) qual o valor da energia envolvida neste processo em MeV ?
Complexos de níquel de coordenação quatro podem exibir geometrias tanto planar quadrado, quanto tetraédrica. Sabendo que o complexo
é paramagnético e que o complexo
é diamagnético, dentre essas duas possibilidades, indique a geometria de cada complexo.