O que são complexos de spin baixo e spin alto? Quais propriedades que cada um atribui ao complexo? De um exemplo de cada.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A pergunta é sobre o que são complexos de spin baixo e spin alto, quais propriedades cada um confere ao complexo e pedir para dar um exemplo de cada. Para isso, a gente vai precisar entender um pouco da Química de Coordenação, especialmente a Teoria do Campo de Ligação, que explica como os ligantes ao redor de um íon metálico afetam os elétrons desse metal.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são complexos de alta e baixa spin. Isso tem a ver com a maneira como os elétrons estão distribuídos nos orbitais d do metal central.
Passo 3
Na Teoria do Campo de Ligação, os ligantes criam um campo elétrico que divide os orbitais d do metal em dois grupos com diferentes energias: os orbitais $ e_g $ (mais energéticos) e os orbitais $ t_{2g} $ (menos energéticos).
Passo 4
Complexos de Spin Alto (High Spin): Ocorrem quando os ligantes são fracos, o que significa que a diferença de energia ($ \Delta_o $) entre os orbitais $ e_g $ e $ t_{2g} $ é pequena. Nessa situação, os elétrons preferem ocupar os orbitais disponíveis individualmente antes de parear, resultando em mais elétrons desemparelhados. Isso faz com que o complexo seja mais paramagnético.
Passo 5
Complexos de Spin Baixo (Low Spin): Acontecem quando os ligantes são fortes, aumentando a diferença de energia ($ \Delta_o $) entre os orbitais $ e_g $ e $ t_{2g} $. Com essa maior separação, os elétrons tendem a se parear nos orbitais $ t_{2g} $ antes de ocupar os $ e_g $, resultando em menos elétrons desemparelhados. Esses complexos geralmente são menos paramagnéticos ou até diamagnéticos.
Passo 6
As propriedades atribuídas a cada tipo de spin incluem:
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Complexos de Alta Spin:
- Mais elétrons desemparelhados.
- Maior paramagnetismo.
- Geralmente cores mais claras.
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Complexos de Baixa Spin:
- Menos elétrons desemparelhados.
- Menor paramagnetismo ou diamagnetismo.
- Cores geralmente mais intensas.
Passo 7
Exemplos:
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Complexo de Alta Spin:
. A água é um ligante fraco, levando a um complexo de alta spin com mais elétrons desemparelhados. -
Complexo de Baixa Spin:
. O cianeto é um ligante forte, resultando em um complexo de baixa spin com menos elétrons desemparelhados.
Resposta
Então, resumindo, os complexos de spin alto têm mais elétrons desemparelhados e são mais paramagnéticos devido a ligantes fracos, como
. Já os complexos de spin baixo têm menos elétrons desemparelhados e são menos paramagnéticos ou diamagnéticos devido a ligantes fortes, como
.