Analise os complexos abaixo e classifique-os como lábil ou inerte, fornecendo uma razão para sua escolha.
Passo 1
Beleza, o enunciado pede para a gente olhar o complexo
e dizer se ele é lábil (sofre troca de ligantes fácil) ou inerte (trocaria devagarão). O conteúdo envolvido aqui é a teoria de substituição em complexos de coordenação, mais especificamente como a “força” do campo de ligante e a configuração eletrônica (CFSE) influenciam a barreira de troca de ligantes. Para resolver, vamos:
- Contar elétrons e achar a configuração d do metal.
- Verificar o CFSE no estado fundamental e no estado de transição.
- Relacionar isso à labilidade típica de complexos de 1ª série com água.
Passo 2
Primeiro, contabilizar os elétrons do V²⁺:
– V (número atômico 23) em geral é 3d³4s².
– Tirando 2 elétrons (V²⁺), sobram 3 elétrons no 3d.
Logo, a configuração é .
– V (número atômico 23) em geral é 3d³4s².
– Tirando 2 elétrons (V²⁺), sobram 3 elétrons no 3d.
Logo, a configuração é
Passo 3
Agora, vamos ao CFSE (Crystal Field Stabilization Energy) no octaedro com ligantes fracos (H₂O):
– No octaedro, os 3 elétrons ocupam os orbitais t₂g, cada um com estabilização de .
– A CFSE total é
– No octaedro, os 3 elétrons ocupam os orbitais t₂g, cada um com estabilização de
– A CFSE total é
Isso é um valor modesto (não é tão alto quanto em campos fortes). Na substituição dissociativa, o complexo passa por um estado de transição de coordenação 5, que tem CFSE ainda menor. A diferença de energia entre estado fundamental e TS é a barreira de reação: quanto menor essa barreira, mais lábil é o complexo.
Passo 4
Além disso, complexos de metal de primeira série (3d) com água são normalmente bem lábeis, pois:
- Água é ligante de campo fraco → CFSE pequeno → barreira baixa.
- Carga +2 no metal gera atração moderada, mas não suficiente para travar o ligante por muito tempo.