Para cada um dos seguintes pares de complexos, identifique o que possui a maior EECL:
\left[\mathrm{FeCl}_{4}\right]^{2-}, tetraédrico, ou \left[\mathrm{CoCl}_{4}\right]^{2-}, tetraédrico.

Passo 1

O enunciado pede que identifiquemos qual dos dois complexos tetraédricos tem a maior EECL (energia de separação do campo cristalino): \left[\mathrm{FeCl}_{4}\right]^{2-} ou \left[\mathrm{CoCl}_{4}\right]^{2-}.
Informações dadas e relevantes: ambos os complexos são tetraédricos e têm quatro ligantes \mathrm{Cl}^{-}. Precisamos comparar a magnitude da separação de níveis d (a EECL, que chamarei de \Delta_t para tetraédrico) entre esses dois complexos.

Passo 2

O que é EECL ( \Delta) e como a interpretamos de forma prática.
  • A EECL é a diferença de energia entre os conjuntos de orbitais d quando o metal está rodeado por ligantes; para tetraédrico denotamos por \Delta_t.
  • Conceito importante: para geometria tetraédrica a separação é menor que para octaédrica; existe uma relação aproximada utilizada com frequência:
\Delta_t \approx \tfrac{4}{9}\,\Delta_o,
onde \Delta_o é a separação em octaedro. Isso explica por que tetraédricos tendem a ser “campo fraco” (pequena \Delta).
  • Fatores que determinam o valor de \Delta (lista curta e intuitiva):
    1. natureza do ligante (série espectroquímica: ligantes fortes → maior \Delta; \mathrm{Cl}^{-} é um ligante fraco);
    2. estado de oxidação do metal (maior carga positiva → maior \Delta, porque d-órbitais ficam mais contraídos e interagem melhor com ligantes);
    3. identidade do metal (para o mesmo estado de oxidação e mesmo ligante, metais mais à direita na mesma série tendem a produzir \Delta maiores, por maior carga nuclear efetiva e melhor sobreposição d–ligante).
      Vou usar essas ideias para comparar os dois complexos.

Passo 3

Determinar o estado de oxidação dos metais e a contagem de elétrons d (essa parte é mecânica e importantíssima em provas).
  • Para \left[\mathrm{FeCl}_{4}\right]^{2-}: seja x a carga do ferro. Cada \mathrm{Cl} tem carga -1, então
x + 4(-1) = -2 \quad\Rightarrow\quad x - 4 = -2 \quad\Rightarrow\quad x = +2.
Logo o metal é \mathrm{Fe}^{2+}. O ferro neutro tem configuração eletrônica 3d^6 4s^2, então \mathrm{Fe}^{2+} tem configuração \mathrm{d}^6. Escrevemos: \mathrm{Fe}^{2+}:\\ d^6.
  • Para \left[\mathrm{CoCl}_{4}\right]^{2-}: mesmo cálculo,
x + 4(-1) = -2 \quad\Rightarrow\quad x = +2.
Logo é \mathrm{Co}^{2+}. Cobalto neutro 3d^7 4s^2 → \mathrm{Co}^{2+}:\\ d^7.

Passo 4

Comparar ligantes e geometria (o que aqui não favorece nenhum dos dois):
  • Ambos têm os mesmos ligantes, \mathrm{Cl}^{-}, portanto a influência do ligante sobre \Delta_t é igual nos dois.
  • Ambos são tetraédricos, então a redução geométrica em relação ao octaedro é a mesma (mesma “fator geométrico” \approx \tfrac{4}{9} aplicada a qualquer \Delta_o correspondente).
    Portanto, as diferenças em \Delta_t devem vir da identidade do metal (Fe vs Co) e não de ligante/geom.

Passo 5

Como a identidade do metal afeta \Delta — argumento físico e empírico de prova:
  • Para íons do mesmo período (aqui \mathrm{Fe}^{2+} e \mathrm{Co}^{2+} estão no mesmo período 4), conforme nos movemos para a direita (Fe → Co → Ni …) a carga nuclear efetiva aumenta; isso contrai levemente os orbitais d e melhora a sobreposição com os orbitais dos ligantes, aumentando a energia de separação \Delta.
  • Em linguagem de prova: para o mesmo ligante e mesma oxidação, íons mais à direita no mesmo período geralmente produzem maior EECL. Assim, \Delta(\mathrm{Co}^{2+}) > \Delta(\mathrm{Fe}^{2+}) para um dado ligante fraco como \mathrm{Cl}^{-}.
  • Observação prática: espectroscopicamente e na série de complexos conhecidos, \left[\mathrm{CoCl}_4\right]^{2-} apresenta transições \mathrm{d}- \mathrm{d} de maior energia (mais para o azul) do que \left[\mathrm{FeCl}_4\right]^{2-}, consistente com \Delta_t maior para o complexo de Co.

Passo 6

Verificação de possíveis armadilhas e reforço didático:
  • Estado de oxidação igual (+2) e mesmo ligante \mathrm{Cl}^{-} elimina esses fatores como causa de diferença.
  • O fato de um ser \mathrm{d}^6 e o outro \mathrm{d}^7 não muda a magnitude intrínseca de \Delta_t (essa magnitude é determinada pela interação metal–ligante); a contagem d só determina como os elétrons ocupam os níveis e se o complexo fica high-spin/low-spin (em tetraédrico com \mathrm{Cl}^{-} ambos serão high-spin).
  • Conclusão: o que manda aqui é que \mathrm{Co}^{2+} gera maior separação do que \mathrm{Fe}^{2+} com o mesmo ligante.

Passo 7

Conclusão direta e prática: entre \left[\mathrm{FeCl}_{4}\right]^{2-} (tetraédrico) e \left[\mathrm{CoCl}_{4}\right]^{2-} (tetraédrico), o complexo de cobalto tem a maior EECL ( \Delta_t) por causa da maior carga nuclear efetiva e melhor sobreposição d–ligante de \mathrm{Co}^{2+} em comparação com \mathrm{Fe}^{2+}.

Resposta

\left[\mathrm{CoCl}_{4}\right]^{2-}

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