Em 2001, os químicos na Suny-Stonybrook tiveram sucesso sintetizando o complexo trans- [Fe(CN)4(CO)2]^2-, o qual pode ser um modelo de complexo que pode ter tido um papel importante na origem da vida.
(d) Você espera que esse complexo seja de spin alto o spin baixo ? justifique sua resposta.

Passo 1

Beleza, o enunciado pergunta: para o complexo trans- , será que ele é spin alto ou spin baixo?
Matéria envolvida: Teoria de Campo Cristalino (ou Teoria de Campo de Ligantes).
O que vamos precisar:
  1. Estado de oxidação do Fe e número de elétrons .
  2. Série espectroquímica de ligantes para saber se CN⁻ e CO são fortes ou fracos.
  3. Entender como a diferença de energia de separação dos orbitais e (Δₒ) se compara à energia de emparelhamento §.

Passo 2

Primeiro, qual o estado de oxidação do ferro?
Ligantes:
  • CN⁻ tem carga –1 (e são 4 deles → total –4)
  • CO é neutro (0)
    Complexo total tem carga –2, logo:
Oxidação do Fe + (-4) = -2 longrightarrow Fe^+2 çã
Então o ferro é Fe²⁺, que é um íon (pois o Fe neutro é , e ao perder 2 elétrons fica só ).

Passo 3

Agora, ligares fortes vs fracos. Na série espectroquímica temos, do mais forte para o mais fraco, algo como:
.
Ligantes fortes criam um grande Δₒ (separação alta entre e ), o que faz valer mais a pena emparelhar elétrons em do que promovê-los pra .

Passo 4

Como temos um íon :
  • Se Δₒ for pequeno (ligantes fracos), ocorre spin alto: 4 elétrons vão em (com emparelhamento mínimo) e 2 sobem pra .
  • Se Δₒ for grande (ligantes fortes), ocorre spin baixo: todos os 6 elétrons se emparelham em e nada ocupa .
Aqui, CN⁻ e CO são ambos ligantes fortes → Δₒ grande > energia de emparelhamento → configuração low-spin.

Resposta

O complexo trans- é de spin baixo (low spin), porque CN⁻ e CO são ligantes fortes que geram grande separação Δₒ, favorecendo o emparelhamento dos 6 elétrons em .

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