Enunciado
Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 16.1 - Ex. 62
Sugira uma razão pela qual os compostos de cobre (II) geralmente são coloridos, mas os compostos de cobre (I) são incolores. Qual número de oxidação resulta em compostos paramagnéticos?
Passo 1
Bora pra outra?
Antes de qualquer coisa vamos conceituar isto ai de paramagnético, ok?
Uma substância com elétrons não emparelhados é dita paramagnética e é puxada para um campo magnético. Enquanto que uma substância sem elétrons desemparelhados é diamagnética e é empurrada para fora de um campo magnético.
Primeiro precisamos da configuração eletrônica do cobre neutro:
[Cu] = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10
Usando a distribuição do argônio:
[Cu] = [Ar] 4s1 3d10
Removendo um elétron:
[Cu+] = [Ar] 3d10
Removendo dois elétrons:
[Cu2+] = [Ar] 3d9
Teremos neste caso dez elétrons de valência para o íon e .
Independente da geometria, octaédrica ou tetraédrica, existem cinco orbitais para serem preenchidos e cada um cabe dois elétrons, ou seja, dez elétrons!
Sendo assim, para vamos preencher totalmente todos os orbitais e não sobrarão elétrons desemparelhados.
Concluindo que a substância é diamagnética!
Já para o íon um elétron ficará desemparelhado, e esta substância será paramagnética.
Passo 2
Já respondemos uma pergunta, agora falta a outra, não é?
Já sabemos que as cores podem ser devido aos ligantes, no entanto neste caso não estamos analisando para um ligante em específico, mas sim para o íon cobre.
Sendo assim, as cores vão surgir devido à transições d-d, nas quais um elétron é excitado de um orbital d para outro. Em uma transição de transferência de carga, um elétron é excitado de um ligante para o átomo de metal ou vice-versa.
Para que um elétron do ligante seja excitado para um orbital d do metal. No caso do íon todos os seus orbitais estão completos, não havendo a possibilidade de excitar um elétron para o seu orbital. E por isso ele será incolor!
Já o íon possui um orbital com vaguinha sobrando, certo? Então podemos excitar um elétron do ligante para ele. E por isso este íon apresenta coloração!
Prontos para a próxima ?
Resposta
é colorido por haver a possibilidade de ocorrer transferência de carga;
Paramagnético: Cu2+.