1. Para cada um dos seguintes complexos dê os estados de oxidação do metal e a configuração d^{n}.
e) \left[\mathrm{Ni}(\mathrm{en})_{3}\right]^{2+}

Passo 1

O enunciado pede duas coisas para o complexo \left[\mathrm{Ni}(\mathrm{en})_{3}\right]^{2+}:
  • encontrar o estado de oxidação do metal (Ni);
  • dar a configuração \,d^{n} correspondente ao íon de Ni no complexo.
Informações que temos do enunciado:
  • o complexo é \left[\mathrm{Ni}(\mathrm{en})_{3}\right]^{2+};
  • cada ligante \mathrm{en} (etilenodiamina) é um ligante neutro (carga zero) e é bidentado.

Passo 2

Lembrete sobre ligantes: ligantes neutros não contribuem com carga ao balanço do complexo. A etilenodiamina ( \mathrm{en}) é uma molécula neutra com duas cadeias do tipo -\mathrm{NH}_2 que doam pares de elétrons, portanto cada \mathrm{en} tem carga 0.

Passo 3

Montar a equação do balanço de cargas para encontrar o estado de oxidação do Ni. Seja x o estado de oxidação do Ni. Temos três ligantes neutros, então
x + 3\cdot 0 = +2.
Logo
x = +2.
Portanto o níquel está no estado de oxidação \mathrm{Ni}^{2+}.

Passo 4

Agora vamos achar a configuração \,d^{n}. Primeiro recorde rápido da configuração eletrônica do átomo neutro de Ni:
\text{Ni (neutro)}:\;[{\rm Ar}]\,3d^{8}\,4s^{2}.
Ao formar cátions, os elétrons do orbital 4s são removidos antes dos 3d. Para \mathrm{Ni}^{2+} removem-se dois elétrons (os dois do 4s), ficando:
\mathrm{Ni}^{2+}:\;[{\rm Ar}]\,3d^{8}.
Portanto a configuração d^{n} é \,d^{8}.

Passo 5

Contexto prático (útil para a prova): neste complexo há três ligantes bidentados, formando uma geometria octaédrica ao redor de Ni. Na esfera de coordenação octaédrica os cinco orbitais d se separam em dois conjuntos: t_{2g} (três orbitais de menor energia) e e_{g} (dois orbitais de maior energia). Para \,d^{8} a distribuição eletrônica em um campo octaédrico é
t_{2g}^{6}\,e_{g}^{2}.
Isto normalmente resulta em dois elétrons desemparelhados (um em cada orbital e_{g}) para um complexo octaédrico de Ni(II). Observação: em outras geometrias (por exemplo quadrado-planar) ou com ligantes excepcionalmente fortes pode ocorrer emparelhamento diferente, mas para \left[\mathrm{Ni}(\mathrm{en})_{3}\right]^{2+} a expectativa é a distribuição acima.

Passo 6

Resumo prático para decorar/usar na prova:
  • para achar o estado de oxidação: some as cargas dos ligantes e iguale ao carregamento total do complexo;
  • para achar d^{n}: comece da configuração do átomo neutro e remova elétrons conforme o estado de oxidação (os elétrons do s são removidos antes dos d);
  • para distribuição em orbitais d: preencha primeiro os t_{2g} (3 orbitais) e depois os e_{g} (2 orbitais) em um campo octaédrico.

Resposta

\text{Estado de oxidação do Ni: }+2çã
\text{Configuração }d^{n}:\;d^{8}çã \;(t_{2g}^{6}e_{g}^{2})

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