Sabendo que [Fe((H2 O)6]^+3 é um complexo de spin alto, prediga a característica de [FeF6]^-3 e [Fe(en)3]^+3. Explique essas observações nos 3 complexos: F e(Z=2 6 ) c) Quantos elétrons desemparelhados existem em cada um, o tipo de Spin (Alto ou Baixo) e o Magnetismo (nos 3 complexos).

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre química de coordenação. O enunciado nos diz que o complexo tem um spin alto. Precisa-se prever as características dos complexos e , explicando essas observações nos três complexos, e também determinar o número de elétrons desemparelhados, o tipo de spin (alto ou baixo) e o magnetismo em cada um deles. Para isso, vamos precisar entender conceitos como teoria do campo de ligantes, spin alto/baixo e propriedades magnéticas.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar que o íon de ferro no estado tem uma configuração eletrônica . Quando ele forma complexos, os ligantes ao seu redor criam um campo que pode dividir os orbitais d em dois níveis de energia: e .

Passo 3

A diferença de energia entre esses níveis depende do tipo de ligante. Ligantes como água ( ) e fluoreto ( ) são considerados ligantes fracos, enquanto a etilenodiamina ( ) é um ligante polidentado e também pode influenciar o campo de diferentes maneiras.

Passo 4

Um complexo de spin alto ocorre quando a diferença de energia ( ) entre e é pequena, permitindo que os elétrons ocupem todos os orbitais d com spins desparelhados. Isso geralmente acontece com ligantes fracos.

Passo 5

No caso do , já sabemos que é um complexo de spin alto. Vamos aplicar esse raciocínio para os outros complexos.

Passo 6

Para , o fluoreto ( ) é um ligante também considerado fraco, similar à água. Portanto, esperamos que esse complexo também seja de spin alto, com elétrons desemparelhados e comportamento paramagnético.

Passo 7

Já para , a etilenodiamina é um ligante mais forte comparado à água e ao fluoreto. Isso aumenta a diferença de energia ( ), promovendo um estado de spin baixo, onde os elétrons emparelham nos orbitais , reduzindo o número de elétrons desemparelhados e o magnetismo.

Passo 8

Agora, vamos calcular o número de elétrons desemparelhados em cada complexo:
  • : Spin alto, com 5 elétrons desemparelhados.
  • : Também spin alto, com 5 elétrons desemparelhados.
  • : Spin baixo, com 1 elétron desemparelhado.

Passo 9

Quanto ao tipo de spin:
  • e têm spin alto.
  • tem spin baixo.

Passo 10

E para o magnetismo:
  • Complexos com elétrons desemparelhados exibem magnetismo paramagnético.
  • e são paramagnéticos devido aos 5 elétrons desemparelhados.
  • também é paramagnético, mas com menos elétrons desemparelhados (1).

Resposta

  • : 5 elétrons desemparelhados, spin alto, magnetismo paramagnético.
  • : 5 elétrons desemparelhados, spin alto, magnetismo paramagnético.
  • : 1 elétron desemparelhado, spin baixo, magnetismo paramagnético.

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