Para complexos análogos das seguintes séries de íons metálicos, indique a ordem decrescente de labilidade e explique a sequencia.
Spin alto Ca^2+, V^2+, Cr^2+, Mn^2+, Fe^2+, Co^2+, Ni^2+, Cu^2+ e Zn^2+

Passo 1

Beleza, o enunciado pede para a gente ordenar, de forma decrescente (do mais labial ao menos labial), complexos octaédricos spin–alto de:
Ca²⁺, V²⁺, Cr²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺ e Zn²⁺.
Conteúdo: química de coordenação, em particular labilidade (velocidade de troca de ligantes) e energia de campo cristalino (CFSE).
O que vamos precisar:
  • Entender por que labilidade está ligada à força da ligação metal–ligante.
  • Calcular ou conhecer a CFSE para cada configuração dⁿ em campo octaédrico spin alto.
  • Lembrar que quanto maior a CFSE, mais forte (inerte) é o complexo, e vice-versa.

Passo 2

Primeiro, labilidade significa “facilidade de trocar ligantes”. Complexos com ligações mais fracas são mais lábeis (trocam rápido). E a força da ligação é parcialmente dada pela CFSE:
Se CFSE for alta → ligação mais forte → complexo mais inerte (menos lábil).
Se CFSE for zero ou baixa → ligação mais fraca → complexo mais lábil.

Passo 3

Rápido lembrete de CFSE em octaédrico spin-alto:
CFSE = (n_t2g·(–0,4) + n_eg·(+0,6))·Δ₀
onde n_t2g e n_eg são o número de elétrons nos orbitais t₂g e e_g.
Valores usuais de CFSE/Δ₀ para cada dⁿ spin-alto:
d⁰ → 0
d³ → –1,2
d⁴ → –0,6
d⁵ → 0
d⁶ → –0,4
d⁷ → –0,8
d⁸ → –1,2
d⁹ → –0,6
d¹⁰ → 0

Passo 4

Agora atribuímos a cada íon M²⁺ sua CFSE:
Ca²⁺ (d⁰) → CFSE = 0
V²⁺ (d³) → CFSE = –1,2 Δ₀
Cr²⁺ (d⁴) → CFSE = –0,6 Δ₀
Mn²⁺ (d⁵) → CFSE = 0
Fe²⁺ (d⁶) → CFSE = –0,4 Δ₀
Co²⁺ (d⁷) → CFSE = –0,8 Δ₀
Ni²⁺ (d⁸) → CFSE = –1,2 Δ₀
Cu²⁺ (d⁹) → CFSE = –0,6 Δ₀
Zn²⁺ (d¹⁰) → CFSE = 0

Passo 5

Como labilidade cresce quando CFSE ↓, a ordem decrescente de labilidade (mais lábil primeiro) é justo o inverso da magnitude de CFSE (empates resolvidos por tamanho iônico maior = mais lábil).
Agrupando CFSE = 0 (mais lábeis): Ca²⁺ > Mn²⁺ > Zn²⁺
Depois CFSE = –0,4 (mais lábeis que –0,6): Fe²⁺
Depois CFSE = –0,6: Cr²⁺ > Cu²⁺ (Cr²⁺ ligeiramente maior, logo mais lábil)
Depois CFSE = –0,8: Co²⁺
Depois CFSE = –1,2: V²⁺ > Ni²⁺ (Ni²⁺ é menor, logo mais inerte)

Resposta

Ordem decrescente de labilidade:
Ca²⁺ > Mn²⁺ > Zn²⁺ > Fe²⁺ > Cr²⁺ > Cu²⁺ > Co²⁺ > V²⁺ > Ni²⁺

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