Considere o complexo
e responda ao que se pede:
(1 pt) Este complexo apresenta coloração laranja. Descreva como as cores dos complexos são explicadas pela TOM.
(1 pt) Este complexo apresenta coloração laranja. Descreva como as cores dos complexos são explicadas pela TOM.
Passo 1
Beleza, então o enunciado pede pra gente explicar por que o complexo
é laranja usando a TOM (Teoria de Orbitais Moleculares). Isso é conteúdo de Química Inorgânica, mais especificamente de Teoria de Ligantes/Orbital Molecular e transições d–d. Pra resolver a parada, vamos precisar entender:
- como os orbitais d do cobalto se “quebram” (se dividem em dois grupos) quando chegam os ligantes (no caso, Cl⁻) em geometria (vamos supor) octaédrica;
- como essa diferença de energia (Δ₀) está ligada à cor absorvida (via
); - por que, absorvendo uma cor de onda X, a gente enxerga justamente a cor complementar (neste caso, o laranja).
Passo 2
Primeiro, o que é essa tal de TOM?
- Na Teoria de Orbitais Moleculares, a gente vê metal e ligantes como um conjunto que forma orbitais “moleculares”: alguns ficam mais baixos em energia (orbitais ligantes), outros mais altos (antiligantes) e, no meio, temos os orbitais não-ligantes, que em geral vêm dos d do metal.
- Quando coloca ligantes em volta do metal numa geometria octaédrica, os cinco orbitais d do metal se dividem em dois grupos:
- Três chamados
(menor energia) - Dois chamados
(maior energia)
- Três chamados
- Essa “quebra” gera uma diferença de energia
(delta octaédrico).
Passo 3
Agora, qual é o papel do Cl⁻?
- Cl⁻ é um ligante relativamente fraco (na série espectroquímica). Isso significa que ele “quebra” pouco os d do Co. Ou seja,
é pequeno. - Orbitais
e ficam com uma diferença de energia razoavelmente baixa, da ordem de alguns milhares de cm⁻¹, o que corresponde a comprimentos de onda na região visível.
Passo 4
Da diferença de energia à cor:
- Para o elétron “saltar” de
para , ele precisa absorver um fóton de energia igual a . - Energia do fóton:
onde
= constante de Planck
= velocidade da luz
= comprimento de onda absorvido - Se
corresponde a na região do azul (por volta de 450–500 nm), então o complexo vai absorver luz azul.
Passo 5
Por fim, o que enxergamos?
- Quando algo absorve azul, a luz que chega até nossos olhos é a soma de todas as outras cores menos o azul. Isso resulta numa aparência laranja.
- Logo, um
que absorve na faixa azul aparece laranja.
Resposta
Usando a TOM, o complexo octaédrico de Co com Cl⁻ apresenta pequena separação
entre os orbitais d (
e
). Essa energia de transição d–d coincide com vibrações na região azul (
nm), então o complexo absorve azul e reflete/ou vê-se laranja.