Utilizando a Teoria de Ligação de Valência, e sabendo que
é paramagnético com 1 elétron desemparelhado e
é paramagnético com 5 elétrons desemparelhados, represente os orbitais e demonstre qual a geometria/hibridização desses complexos.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me passou um exercício que envolve a Teoria de Ligação de Valência para analisar dois complexos de ferro:
e
. A gente precisa representar os orbitais desses complexos e descobrir qual é a geometria e hibridização de cada um. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre a estrutura eletrônica dos metais de transição, ligantes, e como eles afetam a distribuição dos elétrons nos orbitais.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar o estado de oxidação do ferro em cada complexo. No
, o cianeto (
) tem carga -1 e são 6 ligantes, então o ferro deve ter carga +3 (
). No
, cada acac é um ligante neutro, então o ferro também está no estado +3.
Passo 3
Agora, vamos ver a configuração eletrônica do ferro(III). O ferro tem número atômico 26, então sua configuração eletrônica no estado fundamental é
. Quando perde 3 elétrons para formar
, ficamos com
.
Passo 4
Em complexos de metais de transição, os ligantes criam um campo que divide os orbitais
em dois conjuntos:
e
. A magnitude dessa divisão depende da força do campo dos ligantes. Ligantes como
são de campo forte, enquanto os ligantes
são considerados de campo intermediário.
Passo 5
Para
, como
é um ligante de campo forte, esperamos uma configuração baixa spin. Isso significa que os elétrons preferem emparelhar nos orbitais
antes de ocupar os
.
A configuração ficará:
, com 1 elétron desemparelhado.
Passo 6
Já para
, sendo ligante de campo intermediário, a distribuição dos elétrons pode ser alta spin. Isso leva a uma maior quantidade de elétrons desemparelhados.
A configuração será:
, com 5 elétrons desemparelhados.
Passo 7
Agora, vamos falar sobre a geometria e hibridização. Ambos os complexos têm 6 ligantes, o que sugere uma geometria octaédrica. A hibridização nesse caso é
, onde dois orbitais
, um
e três
se combinam para formar os orbitais híbridos que ligam os ligantes ao metal.
Passo 8
Para representar os orbitais, podemos imaginar que no complexo
, os orbitais
estão completamente preenchidos com 5 elétrons (com um desemparelhado), e os
estão vazios. Já no
, os
estão parcialmente preenchidos com 3 elétrons e os
com 2 elétrons desemparelhados.
Resposta
Então, resumindo:
-
: Possui uma geometria octaédrica com hibridização . A distribuição eletrônica é , apresentando 1 elétron desemparelhado. -
: Também possui uma geometria octaédrica com hibridização . A distribuição eletrônica é , apresentando 5 elétrons desemparelhados.