- Para cada um dos seguintes pares de complexos, circule aquele que possui uma maior
e justifique sua resposta.
c)
ou
Passo 1
O que o enunciado pede e o que ele dá (resumo claro):
- Pede que eu compare, para o par dado, qual dos complexos possui maior
(a separação de energia entre os orbitais e em um octaedro) e que eu justifique a escolha. - Os complexos dados são:
-
- Informações implícitas no enunciado que vou usar sem pedir mais:
- Ambos têm 6 ligantes
coordenados em geometria octaédrica (hexacianetos octaédricos). - A carga total de cada complexo é
.
- Ambos têm 6 ligantes
Passo 2
Determinar a oxidação dos metais (passo mecânico e importânte para entender fatores que influenciam
).
- Cada ligante
tem carga . Com 6 ligantes, a soma de cargas dos ligantes é . - Escrevendo a equação para a carga do complexo:
- Assim a carga do metal é
- Conclusão: em ambos os complexos o metal está no estado de oxidação
. Ou seja, são (d ) e (d ).
Passo 3
O que é
e quais fatores afetam seu valor — explicação didática e simples.
- Definição rápida:
é a energia de separação entre os orbitais (mais baixos) e (mais altos) num campo octaédrico. É o “tamanho” do quebra de degenerescência dos d. - Por que isso importa na prova:
determina se um complexo será de baixo-Spin ou alto-Spin e controla propriedades espectrais e magnéticas. - Fatores que aumentam
(lista e explicação intuitiva): - Força do ligante: ligantes fortes (como
) empurram para cima. Isso vem da capacidade do ligante de interagir fortemente (por doação e retro-doação) com orbitais d do metal. - Estado de oxidação do metal: maior oxidação (mais positivo) atrai mais os ligantes, aproxima orbitais e tende a aumentar
. - Natureza do metal — período (nível principal
): metais de 4d e 5d têm orbitais d mais difundidos (mais estendidos espacialmente) que os 3d, o que permite melhor sobreposição com orbitais do ligante e, portanto, gera maior . - Distância metal-ligante e covalência: menor distância e maior covalência (melhor sobreposição) aumentam
.
- Força do ligante: ligantes fortes (como
- Regra prática muito usada (útil na prova): para o mesmo estado de oxidação e mesmos ligantes, um metal 4d (ou 5d) costuma dar
maior que o correspondente 3d, devido à maior extensão dos orbitais d e maior covalência.
Passo 4
Aplicando os fatores ao caso concreto — comparação direta entre Fe(III) e Ru(III) com ligante
.
- Situação aqui: ambos os complexos têm o mesmo estado de oxidação (
) e os mesmos ligantes ( ), portanto diferenças de vêm essencialmente da natureza do metal (3d vs 4d). - Fe é um metal 3d; Ru é um metal 4d. Os orbitais
do rutênio são mais difundidos que os do ferro, o que: - aumenta a sobreposição metal–ligante;
- aumenta a componente covalente do metal–ligante;
- e, na prática, resulta em um
maior para o metal 4d (Ru) do que para o 3d (Fe), mantendo-se constantes outras condições.
- Comentário prático sobre spin: com ligantes fortes como
, ambos os complexos tendem a ser de baixo spin (configuração para d ), mas o ponto importante para a pergunta é que é maior para Ru(III) que para Fe(III).
Passo 5
Resumo lógico e reforço didático (como justificar rápido em prova)
- Em prova, escreva algo curto e direto:
- Determinar oxidações: ambos M
(feito no Passo 2). - Mesmos ligantes (
), logo a diferença não vem do ligante. - Ru é 4d, Fe é 3d → orbitais 4d mais difundidos → maior sobreposição metal–ligante → maior
. - Logo
.
- Determinar oxidações: ambos M
- Se quiser uma frase de efeito para memorizar: “Com mesmo ligante e mesma oxidação, 4d/5d > 3d em
por maior extensão e covalência dos d.”