Para complexos tetraédricos de configurações 3 \mathrm{~d}^{0} a 3 \mathrm{~d}^{10} faça uma tabela contendo número de elétrons \mathrm{t}{2 \mathrm{~g}}
e elétrons \mathrm{e}
{\mathrm{g}} e elétrons desemparelhados, e a energia de estabilização do campo ligante. Por que neste caso não precisamos levar em conta a configuração de campo forte?

Passo 1

O enunciado pede uma tabela para complexos tetraédricos de configurações 3d^0 a 3d^{10}, onde devemos indicar para cada d^n:
  • o número de elétrons no nível inferior e (2 orbitais),
  • o número de elétrons no nível superior t_2 (3 orbitais),
  • o total de elétrons desemparelhados (sempre high‐spin em tetraédrico),
  • e a energia de estabilização do campo ligante (LFSE) em função de \Delta_t.
    Em seguida, explicar por que não consideramos configuração de campo forte nesses complexos.

Passo 2

Em geometria tetraédrica as cinco orbitais d se separam em dois conjuntos:
e\;(\text{2 orbitais, energia }-0,4\,\Delta_t),\quad t_2\;(\text{3 orbitais, energia }+0,6\,\Delta_t).
Como \Delta_t é pequeno ( \Delta_t\approx\frac{4}{9}\Delta_{\text{oct}}) comparado à energia de emparelhamento, aplicamos sempre o esquema high‐spin (máximo de elétrons desemparelhados segundo a regra de Hund). O preenchimento obedece a:
  1. Colocar até 2 elétrons (um por orbital) em e.
  2. Depois colocar até 3 elétrons (um por orbital) em t_2.
  3. Em seguida emparelhar nos orbitais e (até 4 elétrons) e só então emparelhar em t_2 (até 6 elétrons).

Passo 3

A partir desse algoritmo obtemos, para cada d^n, a ocupação de e e t_2, os elétrons desemparelhados e a LFSE:
Configuração \boldsymbol{d^n} elétrons em e elétrons em t_2 elétrons desemparelhados \mathrm{LFSE}
d^0 0 0 0 0
d^1 1 0 1 -0,4\,\Delta_t
d^2 2 0 2 -0,8\,\Delta_t
d^3 2 1 3 -0,8\,+0,6 = -0,2 \Delta_t
d^4 2 2 4 -0,8\,+1,2 = +0,4 \Delta_t
d^5 2 3 5 -0,8\,+1,8 = +1,0 \Delta_t
d^6 3 3 4 -1,2\,+1,8 = +0,6 \Delta_t
d^7 4 3 3 -1,6\,+1,8 = +0,2 \Delta_t
d^8 4 4 2 -1,6\,+2,4 = +0,8 \Delta_t
d^9 4 5 1 -1,6\,+3,0 = +1,4 \Delta_t
d^{10} 4 6 0 -1,6\,+3,6 = +2,0 \Delta_t

Passo 4

Como em tetraédrico \Delta_t é sempre pequeno (cerca de 4/9 de \Delta_{\text{oct}}) e menor que a energia de emparelhamento, nunca ocorre inversão de spin (low spin). Portanto só existe a configuração high‐spin e não precisamos distinguir campo forte ou fraco: todos os complexos tetraédricos são high‐spin.

Resposta

Veja a tabela acima para d^0 a d^{10}, onde em cada caso aplicamos o preenchimento high‐spin e calculamos a LFSE em função de \Delta_t.
Não consideramos campo forte em tetraédrico porque \Delta_t é pequeno frente à energia de emparelhamento, garantindo sempre high‐spin.

Exercícios relacionados