Usando os valores de 10Dq abaixo, estimados a partir de medidas espectroscópicas, calcule as energias de estabilização do campo cristalino dos seguintes complexos, em kJ / mol (suponha uma energia de emparelhamento de 19000 cm^-1 e que 1 kJ / mol=83 cm^-1): a) [Co(H2 O)6]^2+, 10 Dq=13000 cm^-1; b) [MnCl6]^4-, 10 Dq=15000 cm^-1; c) [Fe(NH3)6]^3+, 10 Dq= 20000 cm^-1 ; d) [CoCl4]^2- ; suponha que 10 Dq para o complexo octaédrico [CoCl6]^4- seja 21000 cm^-1.

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:
Deã
Onde o fator de conversão vai ajustar as unidades de cm⁻¹ para kJ/mol. Sabemos que 1 kJ/mol = 83 cm⁻¹, então:
Fator de Conversão = 183 , kJ/mol por cm^-1 ã

Passo 4

Agora, vamos aplicar essa fórmula para cada complexo:
a) De, 10 Dq = 13000 cm⁻¹
De
b) De, 10 Dq = 15000 cm⁻¹
10Dqtetra approx 49 times 10Dqocta
c) 10Dqtetra = 49 times 21000 approx 9333.33 , cm^-1 , 10 Dq = 20000 cm⁻¹
De
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)

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