Cite quatro fatores que afetam o valor de 10Dq e explique porque essas influências acontecem.

Passo 1

O enunciado pede para citar quatro fatores que influenciam o valor de 10Dq (parâmetro de separação do campo cristalino em complexos octaédricos) e explicar por que cada um deles altera essa energia de separação. Vamos recorrer à teoria do campo cristalino e ao conceito de sobreposição orbital para justificar cada influência.

Passo 2

O primeiro fator é a natureza do ligante. Ligantes fortes no espectroquímico (como \ce{CN-}, \ce{CO}) são bons doadores- \sigma e, no caso de aceitadores- \pi como \ce{CO}, também retiram densidade eletrônica dos orbitais t_{2g} do metal. Esse aumento na sobreposição e retirada de carga eleva a diferença energética entre os orbitais e_g e t_{2g}, aumentando \!10Dq.

Passo 3

O segundo fator é o estado de oxidação do íon metálico. Íons em estados mais elevados (por exemplo, \ce{Fe^{3+}} vs \ce{Fe^{2+}}) possuem maior carga efetiva nuclear, atraem mais fortemente os pares de ligantes e diminuem a distância metal-ligante, o que aumenta a sobreposição orbital e, consequentemente, eleva \!10Dq.

Passo 4

O terceiro fator é a distância metal-ligante. Como a interação elétron-elétron entre orbitais metálicos e ligantes varia aproximadamente com r^{-5} a r^{-6}, onde r é a distância, ligações mais curtas provocam sobreposição mais intensa e um campo cristalino mais forte, aumentando \!10Dq.

Passo 5

O quarto fator é a identidade do metal, especialmente o nível principal dos orbitais d. Metais de segunda e terceira série de transição ( 4d, 5d) têm orbitais d mais difusos e melhor sobreposição com os ligantes que metais 3d, o que resulta em valores de \!10Dq significativamente maiores nos complexos de \!4d e \!5d.

Resposta

– Natureza do ligante (posição na série espectroquímica): ligantes fortes aumentam a sobreposição \sigma e/ou retiram densidade por \pi, elevando \!10Dq.
– Estado de oxidação do metal: estados mais altos atraem ligantes mais fortemente, diminuindo r e elevando \!10Dq.
– Distância metal-ligante: ligações mais curtas intensificam a interação orbital ( \sim r^{-5} a r^{-6}), aumentando \!10Dq.
– Identidade do metal (nível principal dos d): metais 4d e 5d têm orbitais d mais difusos e melhor sobreposição, gerando \!10Dq maior que em metais 3d.

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