Considere os complexos
e
, em que as espécies metálicas são isoeletrônicas.
Baseado na TCC explique por que os complexos têm comportamento magnético diferente, apesar das espécies metálicas serem isoeletrônicas.
Baseado na TCC explique por que os complexos têm comportamento magnético diferente, apesar das espécies metálicas serem isoeletrônicas.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos dois complexos:
e
. Esses complexos são isoeletrônicos, ou seja, têm o mesmo número de elétrons. A pergunta é: por que eles mostram comportamentos magnéticos diferentes, mesmo sendo isoeletrônicos? Para resolver isso, vamos utilizar a Teoria do Campo de Cristal (TCC), que nos ajuda a entender como os ligantes (as moléculas ou íons que estão ligados ao metal) influenciam na distribuição dos elétrons nos orbitais d do metal, afetando assim as propriedades magnéticas.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar o que significa um composto ser isoeletrônico. Isoeletrônico significa que ambos os complexos têm o mesmo número total de elétrons. No caso, tanto o
quanto o
possuem a mesma configuração eletrônica no estado de íon, o que nos leva a pensar que suas propriedades magnéticas poderiam ser similares. No entanto, isso não acontece, e para entender por quê, vamos entrar na Teoria do Campo de Cristal.
Passo 3
A Teoria do Campo de Cristal nos diz que, quando ligantes se aproximam de um íon metálico de transição, eles afetam a energia dos orbitais d desse metal. Em ambientes octaédricos, como nos nossos complexos, os cinco orbitais d se dividem em dois conjuntos de energia: os três orbitais de energia mais baixa (
,
,
, chamados de
) e os dois orbitais de energia mais alta (
e
, chamados de
).
Passo 4
A diferença de energia entre esses orbitais é chamada de “campo de divisão” (
). A magnitude dessa divisão depende da força do ligante — ligantes que causam uma grande divisão de campo são chamados de fortes, enquanto os que causam uma divisão menor são chamados de fracos. A água (
) é considerada um ligante fraco, e a amônia (
) é um ligante um pouco mais forte no espectro de força dos ligantes.
Passo 5
Agora, mesmo que os dois complexos sejam isoeletrônicos, a diferença na força dos ligantes resulta em diferentes valores de
. Um campo de divisão maior (devido a ligantes mais fortes como
) pode forçar os elétrons a preencher os orbitais
primeiro, minimizando o número de pares de elétrons e aumentando o número de elétrons desemparelhados, o que aumenta o magnetismo.
Passo 6
Aplicando isso aos nossos complexos:
tem ligantes
, que causam uma menor divisão de campo. Como resultado, pode haver mais elétrons desemparelhados, levando a um comportamento magnético mais intenso. Já
, com ligantes
mais fortes, pode ter uma divisão de campo maior, possivelmente resultando em mais pares de elétrons e menos elétrons desemparelhados, reduzindo seu comportamento magnético.
Resposta
Embora os complexos
e
sejam isoeletrônicos, os diferentes ligantes (água e amônia) causam diferentes divisões de campo na Teoria do Campo de Cristal. Essa diferença na divisão de energia dos orbitais d resulta em diferentes números de elétrons desemparelhados, levando a comportamentos magnéticos distintos nos dois complexos.