Usando os valores de 10Dq abaixo, estimados a partir de medidas espectroscópicas, calcule as energias de estabilização do campo cristalino dos seguintes complexos, em
(suponha uma energia de emparelhamento de
e que
a)
; b)
; c)
d)
suponha que 10 Dq para o complexo octaédrico
seja
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular as energias de estabilização do campo cristalino para alguns complexos metálicos usando os valores de 10Dq fornecidos. Vamos usar conceitos de campo cristalino e converter as unidades de cm⁻¹ para kJ/mol. Para isso, vamos precisar entender como o campo cristalino afeta a energia dos complexos e como realizar a conversão de unidades.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que em um campo cristalino, os orbitais d do metal central se dividem em diferentes níveis de energia devido à interação com os ligantes. A diferença de energia entre esses níveis é representada por 10Dq. Essa diferença é responsável pela estabilização ou desestabilização do complexo.
Passo 3
A energia de estabilização do campo cristalino (ΔE) pode ser calculada usando a relação:
Onde o fator de conversão vai ajustar as unidades de cm⁻¹ para kJ/mol. Sabemos que 1 kJ/mol = 83 cm⁻¹, então:
Passo 4
Agora, vamos aplicar essa fórmula para cada complexo:
a)
, 10 Dq = 13000 cm⁻¹
b)
, 10 Dq = 15000 cm⁻¹
c)
, 10 Dq = 20000 cm⁻¹
d)
Para esse complexo tetraédrico, a energia de campo é diferente da octaédrica. A relação entre 10Dq tetraédrico e octaédrico é aproximadamente:
Sabendo que para
, 10 Dq = 21000 cm⁻¹:
Agora, convertendo para kJ/mol:
Resposta
As energias de estabilização do campo cristalino são:
a)
b)
c)
d)