Em 2001, os químicos na Suny-Stonybrook tiveram sucesso sintetizando o complexo trans-
, 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.
(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:
Matéria envolvida: Teoria de Campo Cristalino (ou Teoria de Campo de Ligantes).
O que vamos precisar:
- Estado de oxidação do Fe e número de elétrons
. - Série espectroquímica de ligantes para saber se CN⁻ e CO são fortes ou fracos.
- 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:
Ligantes:
- CN⁻ tem carga –1 (e são 4 deles → total –4)
- CO é neutro (0)
Complexo total tem carga –2, logo:
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
.
Ligantes fortes criam um grande Δₒ (separação alta entre
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
.