Para cada um complexos a seguir, coloque-os em ordem crescente em termos de seus valores da magnitude de 10 Dq . Forneça o estado de oxidação do metal e a configuração eletrônica do mesmo em cada caso:
Passo 1
Beleza, aqui a ideia é ordenar três complexos octaédricos – todos do tipo M(NH₃)₆³⁺ – de acordo com o tamanho do seu 10 Dq (campo de separação dos níveis d no octaedro). A matéria envolve Teoria do Campo Cristalino: vamos precisar saber qual é o estado de oxidação de cada metal, a configuração eletrônica resultante (quantos elétrons d) e como ela influencia no tamanho do 10 Dq. Também vamos usar o fato de que, no mesmo grupo da Tabela Periódica, os metais 4d e 5d formam campos mais fortes que os 3d.
Passo 2
Primeiro, estado de oxidação e configuração d de cada complexo. Em M(NH₃)₆³⁺, como NH₃ é ligante neutro, temos M³⁺. Então:
- Co³⁺ → Z=27, tira 3 eletrons → configuração d⁶
- Rh³⁺ → Z=45, tira 3 eletrons → configuração d⁶
- Ir³⁺ → Z=77, tira 3 eletrons → configuração d⁶
Todos são d⁶.
Passo 3
Agora, como NH₃ é ligante de campo relativamente forte, cada um desses d⁶ vai ficar em baixo-spin (todos os elétrons emparelhados):
t₂g⁶ e e_g⁰
Isso não altera o 10 Dq, mas confirma que estamos lidando com a mesma distribuição eletrônica em todos.
t₂g⁶ e e_g⁰
Isso não altera o 10 Dq, mas confirma que estamos lidando com a mesma distribuição eletrônica em todos.
Passo 4
Teoria do Campo Cristalino nos diz que o valor de 10 Dq depende de:
- Identidade do metal (tamanho e difusividade dos orbitais d)
- Estado de oxidação (aumentar carga → maior atração elétron-núcleo → maior sobreposição ligante-metal)
- Ligante (aqui todos têm o mesmo NH₃)
Como o estado de oxidação é +3 em todos e o ligante idem, o que varia é apenas o período:
- Co é 3d,
- Rh é 4d,
- Ir é 5d.
Orbitais 4d/5d são mais difusos e melhoram a sobreposição com NH₃, aumentando o 10 Dq na ordem:
3d < 4d < 5d
3d < 4d < 5d
Passo 5
Logo, em ordem crescente de 10 Dq:
[Co(NH₃)₆]³⁺ < [Rh(NH₃)₆]³⁺ < [Ir(NH₃)₆]³⁺
[Co(NH₃)₆]³⁺ < [Rh(NH₃)₆]³⁺ < [Ir(NH₃)₆]³⁺
Em cada caso:
- Estado de oxidação: +3
- Configuração eletrônica: d⁶ (baixo-spin) → t₂g⁶ e_g⁰
Resposta
Ordem crescente de 10 Dq:
[Co(NH₃)₆]³⁺ < [Rh(NH₃)₆]³⁺ < [Ir(NH₃)₆]³⁺
Para todos: metal no estado +3, configuração d⁶ (baixo-spin, t₂g⁶ e_g⁰).
[Co(NH₃)₆]³⁺ < [Rh(NH₃)₆]³⁺ < [Ir(NH₃)₆]³⁺
Para todos: metal no estado +3, configuração d⁶ (baixo-spin, t₂g⁶ e_g⁰).