Considere o complexo (CoCln)^ b e responda ao que se pede:
(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:
  1. 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;
  2. como essa diferença de energia (Δ₀) está ligada à cor absorvida (via );
  3. 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)
  • 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 E = h,c / lambda 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.

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