Sabendo que é um complexo de spin alto, prediga a característica de e . Explique essas observações nos 3 complexos: ) a) A configuração eletrônica dos elétrons d sobre o metal no complexo representando os orbitais (nos 3 tipos de complexos);
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a pergunta está pedindo. Temos três complexos de ferro: , e . Sabemos que o primeiro é um complexo de spin alto. Precisamos prever as características dos outros dois complexos e explicar isso considerando a configuração eletrônica dos elétrons d no metal central, que é o ferro (Fe) com número atômico Z=26.
Vamos precisar entender:
- O que significa um complexo ser de spin alto ou baixo.
- Como os diferentes ligantes afetam a configuração eletrônica e o spin.
- A teoria do campo de ligantes para prever a distribuição dos elétrons d.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre spin alto e spin baixo. Em um complexo de spin alto, os elétrons nos orbitais d do metal central preferem ocupar orbitais diferentes com spins paralelos antes de se emparelharem. Isso geralmente acontece quando os ligantes causam uma pequena separação de energia (campo fraco). Já em um complexo de spin baixo, os elétrons tendem a se emparelhar primeiro, o que ocorre quando os ligantes causam uma grande separação de energia (campo forte).
Passo 3
Agora, vamos analisar os ligantes dos complexos:
- (água) é um ligante de campo fraco.
- (fluoreto) também é geralmente considerado um ligante de campo fraco.
- (etilenodiamina) é um ligante de campo forte.
Como já sabemos que é de spin alto, vamos prever para os outros dois.
Passo 4
Para :
Como é um ligante de campo fraco, esperamos que este complexo também seja de spin alto. Isso significa que os elétrons d do ferro estarão distribuídos de forma a maximizar os spins paralelos, resultando em um alto número de elétrons não emparelhados.
Passo 5
Para :
Aqui, é um ligante de campo forte. Ligantes de campo forte aumentam a separação de energia dos orbitais d, favorecendo o emparelhamento de elétrons antes de preencher os orbitais, resultando em um complexo de spin baixo com menos elétrons não emparelhados.
Passo 6
Agora, vamos olhar para a configuração eletrônica dos elétrons d no ferro (Fe), que tem 6 elétrons d. Em um complexo de spin alto ( e ):
Os elétrons estão distribuídos com quatro nos orbitais e dois nos , com spins paralelos maximizado.
Em um complexo de spin baixo ( ):
Todos os elétrons estão emparelhados nos orbitais , sem elétrons nos , resultando em menos elétrons não emparelhados.
Resposta
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