Considere os complexos
e
, em que as espécies metálicas são isoeletrônicas.
Seria esperado efeito Jahn-Teller para algum destes complexos? Justifique sua resposta.
Seria esperado efeito Jahn-Teller para algum destes complexos? Justifique sua resposta.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem dois complexos:
e
. O enunciado diz que os metais nesses complexos são isoeletrônicos, ou seja, têm o mesmo número de elétrons. Nosso objetivo é descobrir se algum desses complexos apresenta o efeito Jahn-Teller. Para isso, vamos precisar entender o que é o efeito Jahn-Teller e analisar a configuração eletrônica desses complexos.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que é o efeito Jahn-Teller. Esse efeito ocorre em certos complexos de coordenação quando há degenerescência nos orbitais eletrônicos, ou seja, quando dois ou mais orbitais têm a mesma energia. Quando isso acontece, a molécula tende a se distorcer (geralmente de forma elongada ou achatada) para remover essa degenerescência e diminuir a energia total do sistema.
Passo 3
Agora, vamos analisar a configuração eletrônica dos metais nesses complexos. Como os metais são isoeletrônicos, eles têm a mesma configuração eletrônica. Vamos considerar um complexo octaédrico, que é o caso aqui.
Em um campo de ligantes octaédrico, os orbitais d do metal se dividem em dois grupos: os orbitais
(triplet) e os orbitais
(duplet). Se houver uma diferença no número de elétrons nos orbitais
em comparação com os
, pode haver degenerescência que leva ao efeito Jahn-Teller.
Passo 4
Vamos contar os elétrons de d para os metais. Sabemos que
tem 5 elétrons de d e
também tem 5 elétrons de d (já que são isoeletrônicos). Em um campo octaédrico de ligantes fracos como
e
, os elétrons vão preencher os orbitais
primeiro.
Para 5 elétrons de d:
- Os primeiros 3 elétrons ocupam os orbitais
, um em cada. - Os próximos 2 elétrons começam a ocupar os orbitais
.
Aqui, os orbitais
ficam com um número desigual de elétrons (dois elétrons em dois orbitais diferentes), o que cria uma degenerescência.
Passo 5
Devido a essa distribuição desigual nos orbitais
, o complexo pode se distorcer para eliminar a degenerescência. Essa distorção é o que chamamos de efeito Jahn-Teller. Portanto, esperamos que tanto
quanto
apresentem o efeito Jahn-Teller.
Resposta
Sim, ambos os complexos
e
exibem o efeito Jahn-Teller devido à distribuição desigual de elétrons nos orbitais
, levando à distorção da geometria octaédrica.