Justifique cada uma das seguintes observações experimentais.
a) Em seus compostos, o íon Co^3+ forma ligações fortes com bases que possuam átomos de O ou N como doadores de par eletrônico. Entretanto, essas ligações são moderadamente fortes com bases que possuam átomos de P e fracas quando as bases possuem átomos de As como doadores de pares de elétrons.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente justificar por que o íon Co^3+ forma ligações fortes com bases que têm átomos de oxigênio (O) ou nitrogênio (N) doadores de pares de elétrons, mas ligações moderadamente fortes com fósforo § e fracas com arsênio (As). Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre ligações químicas, especialmente como os ligantes interagem com metais como o cobalto Co^3+. Vamos nessa!

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o que são ligantes e como eles formam ligações com íons metálicos. Ligantes são moléculas ou íons que têm pares de elétrons disponíveis para doar e formar ligações com metais como o Co^3+. Esses pares de elétrons são doados pelos átomos do grupo O, N, P ou As presentes nas bases.

Passo 3

Agora, precisamos entender por que alguns ligantes formam ligações mais fortes que outros. Isso está relacionado à capacidade do átomo doador de compartilhar seus elétrons com o metal central. Essa capacidade depende de fatores como a eletronegatividade dos átomos doadores e o tamanho dos orbitais que eles usam para doar os elétrons.

Passo 4

Vamos começar com os átomos de oxigênio (O) e nitrogênio (N). Esses elementos são mais eletronegativos comparados ao fósforo § e ao arsênio (As). Uma maior eletronegatividade significa que eles têm uma maior tendência de atrair elétrons. Como resultado, os átomos de O e N doam seus pares de elétrons de forma mais eficaz, formando ligações mais fortes com o Co^3+.

Passo 5

O fósforo § é menos eletronegativo que O e N, o que significa que seus átomos têm menos tendência a atrair elétrons. Além disso, os orbitais que P usa para doar elétrons são maiores e menos eficientes na sobreposição com os orbitais do cobalto. Isso faz com que as ligações formadas com ligantes contendo P sejam moderadamente fortes.

Passo 6

Finalmente, o arsênio (As) é ainda menos eletronegativo que P e possui orbitais ainda maiores e menos eficientes para a doação de elétrons. Isso resulta em uma capacidade reduzida de formar ligações fortes com o Co^3+, resultando em ligações fracas.

Resposta

Portanto, a força das ligações entre o íon Co^3+ e os ligantes com átomos de O, N, P e As diminui conforme a eletronegatividade e a eficiência dos orbitais doadores diminuem. Assim, Co^3+ forma ligações fortes com ligantes contendo O e N, moderadamente fortes com P e fracas com As.

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