1. Para cada um dos seguintes complexos dê os estados de oxidação do metal e a configuração d^{n}.
h) \left[\mathrm{Cr}(\mathrm{acac})_{3}\right]

Passo 1

O que o enunciado pede: para o complexo [ \mathrm{Cr}(\mathrm{acac})_{3} ] deve-se dar
  • o estado de oxidação do metal (cromo);
  • a configuração eletrônica d^{n} correspondente ao estado de oxidação encontrado.
Informações relevantes dadas e convenções que vou usar:
  • O ligante “acac” é o acetilacetonato desprotonado (acetylacetonate) e normalmente tem carga -1 como ligante mononegativo bidentante; vou usar esse valor.
  • O complexo escrito [ \mathrm{Cr}(\mathrm{acac})_{3} ] não mostra carga total explícita, portanto assume-se que o complexos é neutro (carga total 0) a menos que indicado o contrário.

Passo 2

Entendendo a carga do ligante “acac”: o acetilacetonato é a forma desprotonada do ligante acetilacetona; cada unidade “acac” carrega carga -1. Vou anotar isso em forma simbólica para usar em contas:
\text{carga de acac} = -1.
Como há três ligantes acac, a soma das cargas dos ligantes é 3\times(-1)=-3.

Passo 3

Montando a equação para encontrar o estado de oxidação do cromo: chamo o estado de oxidação do cromo de x. A soma das cargas do metal mais as dos ligantes deve ser igual à carga total do complexo. Como o complexo é neutro, a carga total é 0. Assim:
x + 3\cdot(-1) = 0.
Agora resolvo essa equação para x.

Passo 4

Resolvendo para x:
x - 3 = 0 \quad\Rightarrow\quad x = +3.
Portanto o estado de oxidação do cromo em [ \mathrm{Cr}(\mathrm{acac})_{3} ] é +3.

Passo 5

Agora vou obter a configuração d^{n} para \mathrm{Cr}^{+3}.
Primeiro, a configuração eletrônica do átomo neutro de cromo ( \mathrm{Cr}, número atômico 24) no estado fundamental é
\mathrm{Cr}:\\ [\mathrm{Ar}]\,3d^{5}4s^{1}.
Explicando isso rapidinho: o cromo tem 24 elétrons; a notação [\mathrm{Ar}] representa os 18 elétrons do gás nobre argônio; os restantes 6 elétrons ficam em 3d e 4s com arranjo 3d^{5}4s^{1} (uma exceção de estabilidade eletrônica).

Passo 6

Como obter \mathrm{Cr}^{+3}: ao oxidar o átomo em +3 remove-se 3 elétrons. A regra prática para remoção de elétrons em transição é: removem-se primeiro os elétrons do orbital 4s e depois os do 3d. Aplicando isso:
  • Remove-se o único elétron de 4s: 4s^{1}\to 4s^{0}.
  • Restam que devem ser removidos mais 2 elétrons do conjunto 3d^{5}, ficando 3d^{3}.
Logo a configuração do íon \mathrm{Cr}^{+3} é
\mathrm{Cr}^{3+}:\\ [\mathrm{Ar}]\,3d^{3},
o que se escreve, em termos pedidos, como d^{3}.

Resposta

Estado de oxidação do metal: +3
Configuração d^{n}: d^{3}

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