O complexo
possui cinco elétrons desemparelhados, enquanto
possui apenas um. Usando o modelo do campo cristalino, represente a configuração eletrônica de cada íon. O que você pode concluir sobre o efeito dos ligantes diferentes sobre o
?
Para ambos os complexos se tem
(metal
) em complexos octaédricos. Assim, as configurações eletrônicas são:
e
, respectivamente. Com base nessas configurações, constata-se que os ligantes aquo para o metal formam campo ligante fraco (permitem configuração de spin alto), enquanto os ligantes ciano produz um campo ligante forte (resulta em configuração eletrônica de spin baixo).
Para ambos os complexos se tem
Passo 1
Beleza, temos dois complexos de Mn²⁺ (que é um metal d⁵) em geometria octaédrica:
- [Mn(H₂O)₆]²⁺ com 5 elétrons desemparelhados
- [Mn(CN)₆]⁴⁻ com 1 elétron desemparelhado
O que precisamos usar aqui é o Modelo do Campo Cristalino (CFT): ele diz que, num campo octaédrico, os cinco orbitais d se dividem em dois grupos – t₂g (mais baixos) e e_g (mais altos) – separados por uma energia Δ₀. Dependendo se o ligante forma um campo forte ou fraco, Δ₀ pode ser maior ou menor que a energia de emparelhamento P. Vamos ver como distribuir os 5 elétrons em cada caso.
Passo 2
Teoria rápida: em CFT octaédrico,
- orbitais t₂g ficam com energia –0,4 Δ₀ cada
- orbitais e_g ficam com energia +0,6 Δ₀ cada
Se Δ₀ < P (campo fraco), os elétrons preferem ocupar orbital vazio a se emparelhar (alto spin).
Para [Mn(H₂O)₆]²⁺, H₂O é ligante fraco ⇒ Δ₀ pequeno (< P) ⇒ alto spin.
Passo 3
Distribuindo os 5 elétrons em alto spin:
- Preenchemos um a um os três t₂g (cada um com spin paralelo) → t₂g³
- Como Δ₀ é pequeno, é “barato” subir para e_g antes de emparelhar → e_g²
Então [Mn(H₂O)₆]²⁺ fica com configuração:
e total de 5 elétrons desemparelhados.
Passo 4
Agora [Mn(CN)₆]⁴⁻: CN⁻ é ligante forte ⇒ Δ₀ grande (> P) ⇒ baixo spin.
Para baixo spin, todos os elétrons preferem emparelhar nos t₂g antes de subir para e_g.
Então os 5 elétrons vão caber assim:
Para baixo spin, todos os elétrons preferem emparelhar nos t₂g antes de subir para e_g.
Então os 5 elétrons vão caber assim:
- t₂g: 5 elétrons (dois orbitais com par e um orbital com um só) → t₂g⁵
- e_g: 0 elétrons → e_g⁰
Fica:
com apenas 1 elétron desemparelhado.
Resposta
As configurações eletrônicas são:
• [Mn(H₂O)₆]²⁺ → (alto spin, campo fraco)
• [Mn(CN)₆]⁴⁻ → (baixo spin, campo forte)
Logo, H₂O forma um Δ₀ pequeno (ligante fraco) e CN⁻ forma um Δ₀ grande (ligante forte).
• [Mn(H₂O)₆]²⁺ →
• [Mn(CN)₆]⁴⁻ →
Logo, H₂O forma um Δ₀ pequeno (ligante fraco) e CN⁻ forma um Δ₀ grande (ligante forte).